Haszowanie haseł: bcrypt, Argon2, PBKDF2

Przechowywanie haseł w jawnym tekście ma katastrofalne skutki — pojedynczy wyciek bazy danych ujawnia wszystkie konta. Przed zapisaniem hasła należy przetworzyć za pomocą funkcji jednokierunkowej, aby nawet dostęp do bazy danych nie ujawnił oryginalnego hasła.

Funkcja skrótu przekształca dane wejściowe o dowolnej długości w wynik o stałej długości. Te same dane wejściowe zawsze dają ten sam wynik, ale nie można odzyskać oryginału na podstawie skrótu. Przykłady: SHA-256, bcrypt, Argon2.

Ogólnego przeznaczenia funkcje skrótu, takie jak SHA-256, zaprojektowano tak, aby były szybkie. Atakujący może obliczać miliardy skrótów SHA-256 na sekundę za pomocą GPU, co czyni łamanie metodą brute force wykonalnym.

Haszowanie haseł wymaga funkcji wolnych i kosztownych obliczeniowo.

Sól to losowa wartość dodawana do każdego hasła przed haszowaniem. Gwarantuje, że dwóch użytkowników z tym samym hasłem będzie miało różne skróty, zapobiegając atakom z użyciem tablic tęczowych i atakom wsadowym. Sól jest przechowywana razem ze skrótem (nie jest tajna).

bcrypt zaprojektowano w 1999 roku specjalnie do haszowania haseł. Ma konfigurowalny współczynnik kosztu, który określa, jak wolne jest haszowanie. Wraz ze wzrostem wydajności sprzętu należy zwiększać współczynnik kosztu, aby utrzymać poziom bezpieczeństwa.

Współczynnik kosztu 12 jest dziś powszechny — haszowanie na nowoczesnym procesorze zajmuje około 250 ms.

PBKDF2 (Password-Based Key Derivation Function 2) wielokrotnie stosuje funkcję skrótu (np. HMAC-SHA256) (iteracje). Więcej iteracji = wolniej = bezpieczniej. Zalecany przez NIST i używany przez WPA2 do haseł Wi-Fi.

Argon2 wygrał konkurs Password Hashing Competition w 2015 roku. Jest współczesnym standardem. Można go konfigurować za pomocą:

• koszt czasowy — liczba iteracji
• koszt pamięci — wymagana pamięć RAM (ogranicza przyspieszanie za pomocą GPU)
• równoległość — liczba wątków

W większości aplikacji należy używać Argon2id.

Tablica tęczowa to wstępnie obliczone zestawienie skrótów i tekstów jawnych. Bez solenia atakujący mający skrót może natychmiast znaleźć go w tabeli. Solenie sprawia, że tablice tęczowe stają się bezużyteczne, ponieważ każdy skrót jest unikatowy.

Typowe metody łamania haseł offline:

• atak słownikowy — próbowanie popularnych haseł i ich wariantów
• brute force — próbowanie wszystkich kombinacji znaków
• metoda regułowa — stosowanie reguł modyfikacji do słownika (dodawanie roku na końcu, zamiana pierwszej litery na wielką, leet speak)
• Narzędzia: Hashcat, John the Ripper

Kolejność preferencji dla nowych aplikacji:

1. Argon2id — najlepsza odporność na łamanie za pomocą GPU/ASIC
2. bcrypt — szerokie wsparcie, sprawdzona historia zastosowań
3. PBKDF2 — zatwierdzony przez NIST, wymagany w niektórych kontekstach zgodności

Nigdy nie używać: MD5, SHA-1 ani niesolonego SHA-256 do haseł.

Gdy użytkownik się loguje:

1. Należy pobrać przechowywany hash i sól użytkownika
2. Należy zahaszować przesłane hasło przy użyciu tej samej soli i algorytmu
3. Należy porównać wynikowy hash z przechowywanym hashem (porównanie w czasie stałym)
4. Nigdy nie należy odszyfrowywać — służy to wyłącznie do porównania

Jaki algorytm haszowania haseł jest obecnie uznawany za najlepszą praktykę i zwyciężył w konkursie Password Hashing Competition?

Hasła należy przechowywać w postaci hashy, a nie tekstu jawnego. Szybkie algorytmy, takie jak SHA-256, się do tego nie nadają — należy używać wolnych funkcji haszujących hasła: Argon2id (preferowany), bcrypt lub PBKDF2. Zawsze należy używać losowej soli dla każdego hasła, aby zapobiegać atakom z użyciem tęczowych tablic. Nigdy nie należy implementować własnej kryptografii — należy korzystać ze sprawdzonych bibliotek.