BCrypt 是什么算法？

简介

BCrypt（Blowfish Crypt）是一种密码散列算法，专门设计用于安全存储密码。它由 Niels Provos 和 David Mazieres 在 1999 年创建。

工作原理

BCrypt 使用 Blowfish 块密码进行散列。它将一个输入密码转换为一个长度为 60 字节的输出散列值。算法过程如下：

1. 密码与随机 salt（随机字符串）组合。
2. 组合后的数据使用 Blowfish 块密码进行多次迭代加密。
3. 迭代次数称为“工作因子”，它控制加密的强度。
4. 生成的散列值以特定格式存储，其中包含盐值、工作因子和其他元数据。

特点

BCrypt 算法具有以下特点：

• 单向性：不能通过散列值反向获取原始密码。
• 随机性：由于盐值是随机的，因此每个密码都会生成一个唯一的散列值。
• 可调工作因子：工作因子可以调整以控制加密强度。较高的工作因子会导致更慢但更安全的散列过程。
• 并行性：算法可以并行执行，以提高散列速度。
• 存储开销低：尽管散列值长度为 60 字节，但实际上存储成本较低，因为盐值和工作因子等元数据通常不超过 20 字节。

安全性

BCrypt 算法被认为是安全的，因为它具有以下优点：

• 抗蛮力攻击：高工作因子需要大量的计算能力，使得蛮力攻击非常困难。
• 抗字典攻击：由于盐值的随机性，字典攻击难以成功。
• 抗彩虹表攻击：彩虹表攻击需要预先计算大量的哈希值，而 BCrypt 的工作因子可调性使其生成彩虹表变得不切实际。

使用场景

BCrypt 算法广泛用于需要安全存储密码的各种应用程序中，包括：

• Web 服务器
• 数据库
• 密码管理器
• 加密文件系统

优点和缺点

优点：

• 安全且抗攻击
• 可调工作因子
• 并行性
• 存储开销低

缺点：

• 比其他算法（如 SHA-256）慢
• 仍然有可能因高性能计算资源而受到攻击

替代算法

虽然 BCrypt 是一种出色的密码散列算法，但还有其他替代算法可用于特定目的：

• Argon2：一种较新的算法，被认为比 BCrypt 更安全。
• scrypt：另一种较新的算法，针对 ASIC 挖矿设备进行了优化。
• PBKDF2：一种由 NIST 认可的算法，也用于存储密码。

常见问答

1. BCrypt 中盐值的作用是什么？

盐值是一个随机字符串，用于防止彩虹表攻击和字典攻击。它使每个密码的散列值都是唯一的。

2. BCrypt 的工作因子如何影响安全性？

工作因子决定了加密迭代的次数。较高的工作因子会导致更慢但更安全的散列过程，因为攻击者需要花费更多的时间和计算能力来破解密码。

3. BCrypt 是否可以破解？

BCrypt 是一种安全的算法，但它不是绝对不可破解的。高性能计算资源和高级攻击技术可能会在一段时间内破解 BCrypt 散列值。

4. BCrypt 与其他密码散列算法有何不同？

BCrypt 专为安全存储密码而设计，并具有可调工作因子和低存储开销。其他算法（如 SHA-256）更适合用于不同的目的。

5. 如何实现 BCrypt？

有许多库和函数可用于不同编程语言中的 BCrypt 实现。一些流行的实现包括：

• C/C++：bcrypt 函数
• Python：passlib 库
• Java：BCrypt 库