PHP密碼散列函數：如何保護用戶密碼安全

一、什麼是密碼散列函數

密碼散列是一種將任意長度的消息轉換為固定長度的消息摘要的方法。在密碼學中，它常用於驗證數據完整性和數字簽名。

密碼散列函數計算出來的結果是一個字元串，通常被稱為散列值或哈希值。散列值的長度通常為固定的，不論原始數據的長度和是否相等。因此，即使原始數據只改變了一個字元，散列值也會發生很大變化。

密碼散列函數常用於存儲密碼。在用戶註冊時，將用戶輸入的密碼進行散列轉換，安全地存儲散列值，而不是明文密碼。當用戶登錄時，將登錄密碼進行散列轉換，與存儲的散列值進行比對，驗證登錄信息的正確性。

    $password = "password123";
    $hash = password_hash($password, PASSWORD_DEFAULT);
    // 存儲 $hash 到資料庫

二、散列演算法的選擇

在PHP中，password_hash()函數提供了多種散列演算法，可以作為密碼哈希的函數，如下所示：

• PASSWORD_DEFAULT：使用 bcrypt 演算法 (默認)。
• PASSWORD_BCRYPT：使用 CRYPT_BLOWFISH 演算法創建散列。
• PASSWORD_ARGON2I：使用 Argon2i 演算法創建散列。
• PASSWORD_ARGON2ID：使用 Argon2id 演算法創建散列。
• PASSWORD_BCRYPT_DEFAULT_COST：bcrypt 演算法的默認 cost 資源消耗。
• PASSWORD_ARGON2_DEFAULT_MEMORY_COST：Argon2 默認內存使用。
• PASSWORD_ARGON2_DEFAULT_TIME_COST：Argon2 默認時間消耗。
• PASSWORD_ARGON2_DEFAULT_THREADS：Argon2 默認線程數。

推薦使用 PASSWORD_DEFAULT 演算法，該演算法會使用 bcrypt 演算法，因為 bcrypt 演算法是一種時間測試的安全散列演算法，它可以防止使用硬體攻擊散列的重放。PASSWORD_DEFAULT 演算法會隨著時間推移而自動升級。

三、密碼散列的驗證

使用 password_verify() 函數可以驗證用戶輸入的密碼是否正確。該函數接受兩個參數：原始密碼和存儲的密碼散列值，如果兩者匹配，則返回 true，否則返回 false。

    $password = "password123";
    $hash = password_hash($password, PASSWORD_DEFAULT);

    // 用戶登錄時驗證密碼
    if (password_verify($password, $hash)) {
        // 登錄成功
    } else {
        // 登錄失敗
    }

四、防止彩虹表攻擊

即使使用了密碼散列函數和強大的加密演算法，黑客仍然可能使用彩虹表攻擊破解密碼。彩虹表是一種高效的密碼破解技術，是通過預計算出大量密碼散列值和明文密碼之間的對應關係來實現的。

為了防止彩虹表攻擊，可以使用鹽值，即在原始密碼前或後加入一些隨機字元串，生成散列值後也加入該鹽值。這樣做可以保證即使同樣的密碼使用了不同的鹽值生成的散列值也是不同的，增大破解難度。可以使用rand()函數來生成隨機字元串，也可以使用uniqid()函數生成唯一的鹽值。

    $password = "password123";
    $salt = uniqid();

    // 使用密碼和鹽值生成散列值
    $hash = password_hash($password . $salt, PASSWORD_DEFAULT);

    // 登錄時驗證密碼
    $input_password = $_POST["password"]; // 表單提交的密碼
    if (password_verify($input_password . $salt, $hash)) {
        // 登錄成功
    } else {
        // 登錄失敗
    }

五、使用PHP安全加密存儲庫

雖然PHP內置了密碼散列函數，但是如果你不確定自己的實現是否安全，可以使用PHP安全加密存儲庫。這個庫提供了對密碼散列、salting、PBKDF2加密等操作的支持，可以保證你的用戶密碼的安全性。

    require_once("phpseclib/PasswordHash.php");

    $password = "password123";
    $hasher = new PasswordHash(8, false);

    // 使用哈希演算法和鹽值生成散列值
    $hash = $hasher->HashPassword($password);

    // 登錄時驗證密碼
    $input_password = $_POST["password"]; // 表單提交的密碼
    if ($hasher->CheckPassword($input_password, $hash)) {
        // 登錄成功
    } else {
        // 登錄失敗
    }

總結

通過使用密碼散列函數，選擇合適的散列演算法，驗證密碼散列和使用鹽值來防止彩虹表攻擊，可以最大限度地保護用戶密碼的安全。如果不確定自己的實現是否安全，可以考慮使用PHP安全加密存儲庫來保證密碼的安全性。