是否有可能重建密码哈希的密钥

Question

我们想在我们的数据库中以加密方式（SHA-256）散列一个秘密值。由于我们希望将此作为查询数据库中单个记录的方法，因此我们不能为每个加密值使用不同的随机盐。

我的问题是：无限制地访问我们的数据库，并且鉴于攻击者至少知道一个秘密值和散列值对，攻击者是否可以对加密密钥进行反向工程？ IE，那么攻击者是否能够反转所有哈希并确定所有秘密值？

如果是这种情况，似乎这会破坏加密哈希的整个目的，所以也许我错过了一些东西。

Answer 1

没有发布针对SHA-256的“第一次预映像”攻击。如果没有这样的攻击来打开快捷方式，攻击者就无法从SHA-256哈希中恢复秘密值。

但是，提到“秘密密钥”可能表明存在对哈希的一些混淆。散列算法不使用密钥。因此，如果攻击者能够攻击一个“秘密值 - 哈希值”对，他就不会学习一个能够轻松反转其余哈希值的“密钥”。

当哈希被成功攻击时，通常是因为原始邮件来自一个小空间。例如，大多数密码是从相对较短的真实单词列表中选择的，可能具有一些简单的排列。因此，攻击者不是系统地测试每个可能的密码，而是从几十亿个最常用密码的有序列表开始。为避免这种情况，从大空间中随机选择“秘密值”非常重要。

有一些消息验证算法可以将密钥与一些数据一起散列。这些算法用于保护消息的完整性以防止篡改。但它们无助于阻止前映像攻击。

Answer 2

简而言之，yes。

Answer 3

不，SHA哈希是不可逆的（至少不容易）。如果你需要反转它，你需要重建哈希值。这通常使用私有（盐）和公钥来完成。

例如，如果我试图根据我的用户ID阻止访问。我会哈希我的用户ID和盐。以MD5为例。我的用户ID是“12345”，盐是“abcde”

所以我将散列字符串“12345_abcde”，返回“7b322f78afeeb81ad92873b776558368”的散列

现在我将传递给验证应用程序哈希和公钥，“12345”，这是公钥和has。

验证应用程序知道salt，因此它具有相同的值。 “12345_abcde”，反过来会生成完全相同的哈希值。然后我将我验证的哈希值与传递的哈希值进行比较，然后匹配。如果我以某种方式修改了公钥而没有修改哈希，那么就会生成一个不同的公钥，从而导致不匹配。

Answer 4

是的，这是可能的，但不是在这一生中。

Answer 5

使用多个GPU的现代暴力攻击可以在短时间内解决这个问题。我建议您遵循此应用程序的密码存储准则。这是the current password storage guidelines from OWASP。目前，他们建议使用长盐值，并且PBKDF2需要64,000次迭代，这会迭代地拉伸键并使计算复杂，以强制输入值。请注意，这也会使您生成密钥值的计算变得复杂，但您的想法是，您生成密钥的频率远低于攻击者所需的频率。也就是说，您的设计需要比典型的密码存储/挑战应用程序更多的关键派生，因此您的设计可能存在致命缺陷。还要记住，迭代计数应该每18个月翻一番，以使计算复杂度遵循摩尔定律。这意味着您的系统需要某种方式允许您重新散列这些值（可能通过组合散列技术）。随着时间的推移，您会发​​现密码分析师破坏了旧的HMAC功能，您需要准备好更新算法。例如，MD5或SHA-1的单次迭代曾经足够，但现在已经不够了。还有其他HMAC功能也可以满足您的需求，不需要PBKDF2（例如bcrypt或scrypt），但PBKDF2 目前是受到最严格审查的行业标准。有人可能认为bcrypt或scrypt也是合适的，但这也是为什么应该使用可插拔方案来允许你随着时间推移升级HMAC功能的另一个原因。