Salted-Hashの場合、JavaでSALTを生成するにはどうすればよいですか？

Question

私は周りを見てきましたが、最も近い答えは次のとおりです： ランダムな英数字文字列を生成する方法は？

この CrackStationチュートリアル に従ってこのワークフローを実行したい：

パスワードを保存するには

1. CSPRNGを使用して長いランダムソルトを生成します。

2. パスワードの前にソルトを追加し、SHA256などの標準の暗号化ハッシュ関数でハッシュします。

3. ユーザーのデータベースレコードにソルトとハッシュの両方を保存します。

パスワードを検証するには

1. データベースからユーザーのソルトとハッシュを取得します。

2. 指定されたパスワードにソルトを付加し、同じハッシュ関数を使用してハッシュします。

3. 指定されたパスワードのハッシュとデータベースのハッシュを比較します。一致する場合、パスワードは正しいです。それ以外の場合、パスワードは正しくありません。

SALTを生成する方法がわかりません。 MessageDigestを使用してハッシュを生成する方法を見つけました。 SecureRandomを使用してみましたが、nextByteメソッドでコードが文字化けします。

編集：どの答えを選ぶべきかわかりません。それらは私にとって複雑すぎます。jBCryptを使用することにしました。 jBCriptは使いやすく、舞台裏ですべての複雑な処理を行います。コミュニティに投票して最高の答えを出させます。

Answer 1

この投稿 および その投稿 から着想を得て、このコードを使用して、ハッシュ化されたソルトパスワードを生成および検証します。 JDK提供のクラスのみを使用し、外部依存関係は使用しません。

プロセスは次のとおりです。

• getNextSaltでソルトを作成します
• ユーザーにパスワードを尋ね、hashメソッドを使用してソルトおよびハッシュされたパスワードを生成します。このメソッドは、byte[]を返します。これは、saltを使用してデータベースにそのまま保存できます
• ユーザーを認証するには、パスワードを要求し、データベースからソルトとハッシュされたパスワードを取得し、isExpectedPasswordメソッドを使用して詳細が一致することを確認します

/**
 * A utility class to hash passwords and check passwords vs hashed values. It uses a combination of hashing and unique
 * salt. The algorithm used is PBKDF2WithHmacSHA1 which, although not the best for hashing password (vs. bcrypt) is
 * still considered robust and <a href="https://security.stackexchange.com/a/6415/12614"> recommended by NIST </a>.
 * The hashed value has 256 bits.
 */
public class Passwords {

  private static final Random RANDOM = new SecureRandom();
  private static final int ITERATIONS = 10000;
  private static final int KEY_LENGTH = 256;

  /**
   * static utility class
   */
  private Passwords() { }

  /**
   * Returns a random salt to be used to hash a password.
   *
   * @return a 16 bytes random salt
   */
  public static byte[] getNextSalt() {
    byte[] salt = new byte[16];
    RANDOM.nextBytes(salt);
    return salt;
  }

  /**
   * Returns a salted and hashed password using the provided hash.<br>
   * Note - side effect: the password is destroyed (the char[] is filled with zeros)
   *
   * @param password the password to be hashed
   * @param salt     a 16 bytes salt, ideally obtained with the getNextSalt method
   *
   * @return the hashed password with a pinch of salt
   */
  public static byte[] hash(char[] password, byte[] salt) {
    PBEKeySpec spec = new PBEKeySpec(password, salt, ITERATIONS, KEY_LENGTH);
    Arrays.fill(password, Character.MIN_VALUE);
    try {
      SecretKeyFactory skf = SecretKeyFactory.getInstance("PBKDF2WithHmacSHA1");
      return skf.generateSecret(spec).getEncoded();
    } catch (NoSuchAlgorithmException | InvalidKeySpecException e) {
      throw new AssertionError("Error while hashing a password: " + e.getMessage(), e);
    } finally {
      spec.clearPassword();
    }
  }

  /**
   * Returns true if the given password and salt match the hashed value, false otherwise.<br>
   * Note - side effect: the password is destroyed (the char[] is filled with zeros)
   *
   * @param password     the password to check
   * @param salt         the salt used to hash the password
   * @param expectedHash the expected hashed value of the password
   *
   * @return true if the given password and salt match the hashed value, false otherwise
   */
  public static boolean isExpectedPassword(char[] password, byte[] salt, byte[] expectedHash) {
    byte[] pwdHash = hash(password, salt);
    Arrays.fill(password, Character.MIN_VALUE);
    if (pwdHash.length != expectedHash.length) return false;
    for (int i = 0; i < pwdHash.length; i++) {
      if (pwdHash[i] != expectedHash[i]) return false;
    }
    return true;
  }

  /**
   * Generates a random password of a given length, using letters and digits.
   *
   * @param length the length of the password
   *
   * @return a random password
   */
  public static String generateRandomPassword(int length) {
    StringBuilder sb = new StringBuilder(length);
    for (int i = 0; i < length; i++) {
      int c = RANDOM.nextInt(62);
      if (c <= 9) {
        sb.append(String.valueOf(c));
      } else if (c < 36) {
        sb.append((char) ('a' + c - 10));
      } else {
        sb.append((char) ('A' + c - 36));
      }
    }
    return sb.toString();
  }
}

Answer 2

あなたは、ソルトを生成する方法、つまり、乱数以外の方法については正しかったのです。この特定のケースでは、辞書攻撃の可能性からシステムを保護します。さて、2番目の問題でできることは、UTF-8エンコーディングを使用する代わりにBase64を使用することです。これは、ハッシュを生成するためのサンプルです。私はあなたがあなた自身のものを選択するかもしれないbase64エンコーディングをするためにApache Common Codecsを使用しています

public byte[] generateSalt() {
        SecureRandom random = new SecureRandom();
        byte bytes[] = new byte[20];
        random.nextBytes(bytes);
        return bytes;
    }

public String bytetoString(byte[] input) {
        return org.Apache.commons.codec.binary.Base64.encodeBase64String(input);
    }

public byte[] getHashWithSalt(String input, HashingTechqniue technique, byte[] salt) throws NoSuchAlgorithmException {
        MessageDigest digest = MessageDigest.getInstance(technique.value);
        digest.reset();
        digest.update(salt);
        byte[] hashedBytes = digest.digest(stringToByte(input));
        return hashedBytes;
    }
public byte[] stringToByte(String input) {
        if (Base64.isBase64(input)) {
            return Base64.decodeBase64(input);

        } else {
            return Base64.encodeBase64(input.getBytes());
        }
    }

[〜＃〜] owasp [〜＃〜] から直接パスワードをハッシュ化する際の標準的なプラクティスの追加リファレンスを次に示します。

Answer 3

SHA-3を使用する別のバージョン、私はbouncycastleを使用しています：

インターフェース：

public interface IPasswords {

    /**
     * Generates a random salt.
     *
     * @return a byte array with a 64 byte length salt.
     */
    byte[] getSalt64();

    /**
     * Generates a random salt
     *
     * @return a byte array with a 32 byte length salt.
     */
    byte[] getSalt32();

    /**
     * Generates a new salt, minimum must be 32 bytes long, 64 bytes even better.
     *
     * @param size the size of the salt
     * @return a random salt.
     */
    byte[] getSalt(final int size);

    /**
     * Generates a new hashed password
     *
     * @param password to be hashed
     * @param salt the randomly generated salt
     * @return a hashed password
     */
    byte[] hash(final String password, final byte[] salt);

    /**
     * Expected password
     *
     * @param password to be verified
     * @param salt the generated salt (coming from database)
     * @param hash the generated hash (coming from database)
     * @return true if password matches, false otherwise
     */
    boolean isExpectedPassword(final String password, final byte[] salt, final byte[] hash);

    /**
     * Generates a random password
     *
     * @param length desired password length
     * @return a random password
     */
    String generateRandomPassword(final int length);
}

実装：

import org.Apache.commons.lang3.ArrayUtils;
import org.Apache.commons.lang3.Validate;
import org.Apache.log4j.Logger;
import org.bouncycastle.jcajce.provider.digest.SHA3;

import Java.io.Serializable;
import Java.io.UnsupportedEncodingException;
import Java.security.SecureRandom;
import Java.util.ArrayList;
import Java.util.Arrays;
import Java.util.List;
import Java.util.Random;

public final class Passwords implements IPasswords, Serializable {

    /*serialVersionUID*/
    private static final long serialVersionUID = 8036397974428641579L;
    private static final Logger LOGGER = Logger.getLogger(Passwords.class);
    private static final Random RANDOM = new SecureRandom();
    private static final int DEFAULT_SIZE = 64;
    private static final char[] symbols;

    static {
            final StringBuilder tmp = new StringBuilder();
            for (char ch = '0'; ch <= '9'; ++ch) {
                    tmp.append(ch);
            }
            for (char ch = 'a'; ch <= 'z'; ++ch) {
                    tmp.append(ch);
            }
            symbols = tmp.toString().toCharArray();
    }

    @Override public byte[] getSalt64() {
            return getSalt(DEFAULT_SIZE);
    }

    @Override public byte[] getSalt32() {
            return getSalt(32);
    }

    @Override public byte[] getSalt(int size) {
            final byte[] salt;
            if (size < 32) {
                    final String message = String.format("Size < 32, using default of: %d", DEFAULT_SIZE);
                    LOGGER.warn(message);
                    salt = new byte[DEFAULT_SIZE];
            } else {
                    salt = new byte[size];
            }
            RANDOM.nextBytes(salt);
            return salt;
    }

    @Override public byte[] hash(String password, byte[] salt) {

            Validate.notNull(password, "Password must not be null");
            Validate.notNull(salt, "Salt must not be null");

            try {
                    final byte[] passwordBytes = password.getBytes("UTF-8");
                    final byte[] all = ArrayUtils.addAll(passwordBytes, salt);
                    SHA3.DigestSHA3 md = new SHA3.Digest512();
                    md.update(all);
                    return md.digest();
            } catch (UnsupportedEncodingException e) {
                    final String message = String
                            .format("Caught UnsupportedEncodingException e: <%s>", e.getMessage());
                    LOGGER.error(message);
            }
            return new byte[0];
    }

    @Override public boolean isExpectedPassword(final String password, final byte[] salt, final byte[] hash) {

            Validate.notNull(password, "Password must not be null");
            Validate.notNull(salt, "Salt must not be null");
            Validate.notNull(hash, "Hash must not be null");

            try {
                    final byte[] passwordBytes = password.getBytes("UTF-8");
                    final byte[] all = ArrayUtils.addAll(passwordBytes, salt);

                    SHA3.DigestSHA3 md = new SHA3.Digest512();
                    md.update(all);
                    final byte[] digest = md.digest();
                    return Arrays.equals(digest, hash);
            }catch(UnsupportedEncodingException e){
                    final String message =
                            String.format("Caught UnsupportedEncodingException e: <%s>", e.getMessage());
                    LOGGER.error(message);
            }
            return false;


    }

    @Override public String generateRandomPassword(final int length) {

            if (length < 1) {
                    throw new IllegalArgumentException("length must be greater than 0");
            }

            final char[] buf = new char[length];
            for (int idx = 0; idx < buf.length; ++idx) {
                    buf[idx] = symbols[RANDOM.nextInt(symbols.length)];
            }
            return shuffle(new String(buf));
    }


    private String shuffle(final String input){
            final List<Character> characters = new ArrayList<Character>();
            for(char c:input.toCharArray()){
                    characters.add(c);
            }
            final StringBuilder output = new StringBuilder(input.length());
            while(characters.size()!=0){
                    int randPicker = (int)(Math.random()*characters.size());
                    output.append(characters.remove(randPicker));
            }
            return output.toString();
    }
}

テストケース：

public class PasswordsTest {

    private static final Logger LOGGER = Logger.getLogger(PasswordsTest.class);

    @Before
    public void setup(){
            BasicConfigurator.configure();
    }

    @Test
    public void testGeSalt() throws Exception {

            IPasswords passwords = new Passwords();
            final byte[] bytes = passwords.getSalt(0);
            int arrayLength = bytes.length;

            assertThat("Expected length is", arrayLength, is(64));
    }

    @Test
    public void testGeSalt32() throws Exception {
            IPasswords passwords = new Passwords();
            final byte[] bytes = passwords.getSalt32();
            int arrayLength = bytes.length;
            assertThat("Expected length is", arrayLength, is(32));
    }

    @Test
    public void testGeSalt64() throws Exception {
            IPasswords passwords = new Passwords();
            final byte[] bytes = passwords.getSalt64();
            int arrayLength = bytes.length;
            assertThat("Expected length is", arrayLength, is(64));
    }

    @Test
    public void testHash() throws Exception {
            IPasswords passwords = new Passwords();
            final byte[] hash = passwords.hash("holacomoestas", passwords.getSalt64());
            assertThat("Array is not null", hash, Matchers.notNullValue());
    }


    @Test
    public void testSHA3() throws UnsupportedEncodingException {
            SHA3.DigestSHA3 md = new SHA3.Digest256();
            md.update("holasa".getBytes("UTF-8"));
            final byte[] digest = md.digest();
             assertThat("expected digest is:",digest,Matchers.notNullValue());
    }

    @Test
    public void testIsExpectedPasswordIncorrect() throws Exception {

            String password = "givemebeer";
            IPasswords passwords = new Passwords();

            final byte[] salt64 = passwords.getSalt64();
            final byte[] hash = passwords.hash(password, salt64);
            //The salt and the hash go to database.

            final boolean isPasswordCorrect = passwords.isExpectedPassword("jfjdsjfsd", salt64, hash);

            assertThat("Password is not correct", isPasswordCorrect, is(false));

    }

    @Test
    public void testIsExpectedPasswordCorrect() throws Exception {
            String password = "givemebeer";
            IPasswords passwords = new Passwords();
            final byte[] salt64 = passwords.getSalt64();
            final byte[] hash = passwords.hash(password, salt64);
            //The salt and the hash go to database.
            final boolean isPasswordCorrect = passwords.isExpectedPassword("givemebeer", salt64, hash);
            assertThat("Password is correct", isPasswordCorrect, is(true));
    }

    @Test
    public void testGenerateRandomPassword() throws Exception {
            IPasswords passwords = new Passwords();
            final String randomPassword = passwords.generateRandomPassword(10);
            LOGGER.info(randomPassword);
            assertThat("Random password is not null", randomPassword, Matchers.notNullValue());
    }
}

pom.xml（依存関係のみ）：

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        <version>3.3.2</version>
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