PasswordEncoder 入门
PasswordEncoder 入门
1、PasswordEncoder
2、BCryptPasswordEncoder
BCryptPasswordEncoder 使用的是基于 bcrypt 算法的加密方式，它是一种适用于密码存储的哈希算法，能够有效防止彩虹表攻击（rainbow table attack）和暴力破解攻击。
通过合理设置工作因子，可以在保证加密强度的同时，优化系统的性能。
2.1、BCrypt 算法简介
BCrypt 是一种基于 Blowfish 加密算法 的密钥派生函数（key derivation function），设计上具有抗时间延迟攻击（例如，暴力破解）。BCrypt 是为密码存储和验证而设计的，其主要特点包括：
- 盐值（Salt）：每次对密码加密时都会生成一个随机的盐值。盐值与密码一起进行加密，确保即使用户密码相同，存储在数据库中的哈希值也不相同。
- 工作因子（Work Factor）：工作因子控制哈希计算的迭代次数，增加工作因子可以提高破解的难度（需要更多的计算资源）。BCrypt 默认的工作因子是 10。
2.2、BCryptPasswordEncoder 源码
public class BCryptPasswordEncoder implements PasswordEncoder {
private Pattern BCRYPT_PATTERN = Pattern.compile("\\A\\$2(a|y|b)?\\$(\\d\\d)\\$[./0-9A-Za-z]{53}");
private final int strength;
private final BCryptVersion version;
private final SecureRandom random;
...
}
构造方法
public BCryptPasswordEncoder() {
this(-1);
}
...
public BCryptPasswordEncoder(BCryptVersion version, int strength, SecureRandom random) {
if (strength != -1 && (strength < BCrypt.MIN_LOG_ROUNDS || strength > BCrypt.MAX_LOG_ROUNDS)) {
throw new IllegalArgumentException("Bad strength");
}
this.version = version;
this.strength = (strength == -1) ? 10 : strength;
this.random = random;
}
BCrypt 部分源码
static final int MIN_LOG_ROUNDS = 4;
static final int MAX_LOG_ROUNDS = 31;
从构造方法可以看出：
- 默认的工作因子是：10
- 最大工作因子是：31
- 最小默认因子是：4
源码路径
org.springframework.security.crypto.bcrypt.BCryptPasswordEncoder
2.3、常用方法
encode
@Override
public String encode(CharSequence rawPassword) {
if (rawPassword == null) {
throw new IllegalArgumentException("rawPassword cannot be null");
}
String salt = getSalt();
return BCrypt.hashpw(rawPassword.toString(), salt);
}
这个方法用于对明文密码进行加密，并返回加密后的密码字符串。加密后的密码将包括盐值，形成一个可以直接存储在数据库中的字符串。
示例如下：
BCryptPasswordEncoder encoder = new BCryptPasswordEncoder();
String encodedPassword = encoder.encode("Jin");
matches
@Override
public boolean matches(CharSequence rawPassword, String encodedPassword) {
if (rawPassword == null) {
throw new IllegalArgumentException("rawPassword cannot be null");
}
if (encodedPassword == null || encodedPassword.length() == 0) {
this.logger.warn("Empty encoded password");
return false;
}
if (!this.BCRYPT_PATTERN.matcher(encodedPassword).matches()) {
this.logger.warn("Encoded password does not look like BCrypt");
return false;
}
return BCrypt.checkpw(rawPassword.toString(), encodedPassword);
}
该方法用于验证用户输入的密码是否与存储的加密密码匹配。它会自动提取加密字符串中的盐值，使用相同的加密算法重新加密输入的密码并进行比较。
示例如下：
boolean isMatch = encoder.matches("Jin", encodedPassword);
2.4、工作因子（Strength）
工作因子（Strength）控制 BCrypt 算法的计算强度。它影响加密速度，并且直接影响计算的安全性。工作因子值通常是一个整数，表示对密码进行的迭代次数的对数（2 的幂次方）
- Strength = 10：默认值，意味着进行 2^10（1024）次加密运算。
- Strength = 12：意味着进行 2^12（4096）次计算，增加了加密的强度。
- Strength = 14：意味着进行 2^14（16384）次计算，安全性更高，但会使加密和验证过程更加耗时。
一般来说，选择一个平衡的值（例如，10 到 12 之间）通常足够，但为了提升安全性，可以适当提高工作因子。
2.5、加密过程的细节
当调用 BCryptPasswordEncoder.encode() 方法时，它会执行以下步骤：
生成一个随机盐值（Salt）。
使用盐值和明文密码进行多次加密运算。
返回一个包含盐值和加密密码的字符串，格式通常是：
$2a$10$hq/W3SU5CvqiuZqYM5WiD.1eLNv8MURsySuTSCyqJIikH1CxnXMNa其中：
$2a$：表示使用的是 bcrypt 算法。10：表示工作因子（Strength）。- 后续的字符串是盐值和加密后的密码。
2.6、验证过程的细节
当调用 BCryptPasswordEncoder.matches() 方法时，它会执行以下步骤：
- 从存储的加密密码中提取盐值。
- 使用该盐值对输入的明文密码进行加密。
- 比较生成的哈希值与存储的哈希值是否相同。
由于 BCrypt 算法在加密时使用了盐值，确保每个用户的密码即使相同，其哈希值也不一样。因此，即使密码相同，存储在数据库中的加密结果也是不同的。
2.7、BCryptPasswordEncoder 和 Spring Security 配合
在 Spring Security 中，通常将 BCryptPasswordEncoder 与 AuthenticationManager 配合使用，以便在用户登录时验证密码。
例如，在使用 InMemoryAuthentication 时，你可以这样配置 BCryptPasswordEncoder：
3、Argon2PasswordEncoder
使用Argon2算法对密码进行哈希处理。Argon2是密码哈希比赛的获胜者。为了防止在自定义硬件上进行密码破解，Argon2是一种故意缓慢的算法，需要大量内存。与其他自适应单向函数一样，它应该在您的系统上调整为大约1秒来验证一个密码。当前的Argon2PasswordEncoder实现需要使用BouncyCastle库。
Pbkdf2PasswordEncoder
使用PBKDF2算法对密码进行哈希处理。为了防止密码破解，PBKDF2是一种故意缓慢的算法。与其他自适应单向函数一样，它应该在您的系统上调整为大约1秒来验证一个密码。当需要FIPS认证时，这种算法是一个很好的选择。
SCryptPasswordEncoder
使用scrypt算法对密码进行哈希处理。为了防止在自定义硬件上进行密码破解，scrypt是一种故意缓慢的算法，需要大量内存。与其他自适应单向函数一样，它应该在您的系统上调整为大约1秒来验证一个密码。
DelegatingPasswordEncoder
- 表中存储的密码形式：
{bcrypt}$2a$10$GRLdNijSQMUvl/au9ofL.eDwmoohzzS7.rmNSJZ.0FxO/BTk76klW - 通过如下源码可以知道：可以通过
{bcrypt}前缀动态获取和密码的形式类型一致的PasswordEncoder对象 - 目的：方便随时做密码策略的升级，兼容数据库中的老版本密码策略生成的密码