帮助我理解 pack()、openssl_random_pseudo_bytes() 和 mt_rand() 用于加盐密码

Question

我正在构建一个具有用户群的应用程序，并且我正在保护登录。我对编程（和 PHP）相当陌生，但迄今为止我的努力都指向使用 Crypt() 和 Blowfish 散列盐。

在进一步讨论之前，请允许我指出我目前对 phpass 不感兴趣。

在 crypt() 文档中，一位用户最近发布了以下内容：

<?php 
   $salt = substr(str_replace('+', '.', base64_encode(pack('N4', mt_rand(), mt_rand(), mt_rand(), mt_rand()))), 0, 22); 
?>

它旨在用于系统 其中 mt_getrandmax() == 2147483647。

创建的盐将是 128 位 长度，填充到132位，然后 以 22 个 base64 字符表示。 （CRYPT_BLOWFISH 仅使用 128 位 盐，尽管有 132 22 个 base64 字符中的位。如果你 检查 CRYPT_BLOWFISH 输入并 输出，你可以看到它忽略了 输入的最后四位，并设置 它们在输出时为零。）

请注意， 返回的四个 32 位双字 mt_rand() 将始终为零（因为 mt_getrandmax == 2^31)，所以只有 124 128 位将是伪随机的。我 发现对我来说可以接受 应用程序。

我测试了我的服务器，确实 mt_getrandmax() 返回 2147483647。我尝试查阅文档以了解上述代码的真正作用 - pack() 代码 N4 用于 32 位字符串 (大端字节顺序？？）重复了 4 次...我认为这就是为什么有 4 个 mt_rand() 参数。

我不明白的是他为什么用.替换+以及22个base64字符的目的（并不是我完全理解base64是什么。）

建议我查看 openssl_random_pseudo_bytes() 来生成随机盐，因为我之前查看的方法将其自身限制为 1234567890abcdefghijklmnopqrstuvwxyz。

据说5.3.4之前有一个错误导致openssl_random_pseudo_bytes()< /code> 运行速度非常慢，偶尔会导致超时错误。我不确定是否应该尝试将 openssl_random_pseudo_bytes() 与 Crypt() 一起使用，或者使用类似于上述方法的 mt_rand() 和pack()。

我试图更多地理解所有这些元素是如何工作的，以及它们在概念上的作用，而不是仅仅使用一个而不理解它来实现我的目标；我正在尝试学习：P

有人可以帮助我理解这里工作的不同元素，或者至少引导我到一个我可以阅读的知识库吗？我认为最难以理解的部分是理解不同的格式/术语（base64、ascii、hexdec、bit、byte 等），但最终如何实现一个相当安全的盐来与我的密码一起使用。

Answer 1

首先我要说的是，从生成的角度来看，盐没有什么特别的。这只是另一个随机字符串。它的特殊之处在于它的使用方式，但不是生成方式。

您的具体问题

1. 为什么他用 . 替换 +？

   我不知道。也许是因为 + 字符可能会与 url 中的空格混淆。但盐不应该出现在 url 中，所以很可能不是这样。

2. base64/hexdec 有什么作用：

   Base64 将原始字节流（每个字节的值从 0 到 255）转换为 Base 64 表示形式。它的资源很多，所以不值得深入研究。阅读维基百科文章了解更多信息。

   hexdec 将十六进制数 (a-f0-9) 转换为十进制数。它从基数 16 转换为基数 10（只是表示数字的另一种方式）。

3. 什么是位和字节：

   位是一个信息单位。它有 2 个状态，0 或 1。一个字节是一系列 8 位。所以一个字节可以有 256 种独特的组合。阅读 Wikipedia...

4. 什么是ascii

   这是一个字符集。它表示单个 8 位字节中的单个可打印字符。再次，我建议阅读 Wikipedia。

一般盐

良好的盐生成函数的目标是大熵。这意味着可能的输出数量尽可能多。因此任何方法都应该产生大量结果。

现在，您需要定义盐可接受的字符（因为您需要存储盐来验证哈希值）。最好的盐是全字节数字，而不仅仅是可显示的字符。现在，您将无法在有意义的庄园中显示它，但您不需要显示它。另外，对于存储，您始终可以使用base64_encode它。

接下来，您需要选择盐的大小。盐越大越好。 32 个字符的盐是可以接受的，但 128 个字符的盐更好。盐的大小和每个字符的选项数量将决定可能性的数量。一些常见的组合：

Hex, 32 characters: 2e38 possibilities
Hex, 128 characters: 1e154 possibilities
Full Byte, 32 characters: 1e77 possibilities
Full Byte, 128 characters: 1e308 possibilities

现在，您需要生成盐。关键是根据需要进行尽可能多的随机调用来填充熵。您可以通过几种方式做到这一点：

• 系统相关（仅适用于 *nix，但最佳熵）：

  $f = fopen('/dev/urandom', 'r');
  $seed = fgets($f, $characters); // 请注意，这将始终返回完整字节
  fclose($f);
  

• 库相关（很好，但需要安装 OpenSSL）

  $seed = openssl_random_pseudo_bytes($characters);
  

• 后备

  $seed = '';
  for ($i = 0; $i < $characters; $i++) {
      $seed .= chr(mt_rand(0, 255));
  }
  

现在，您需要将其转换为所需的输出格式。

• 十六进制（a-f0-9）：

  $out = '';
  for ($i = 0, $len = strlen($seed); $i < $len; $i++) {
      $num = ord($seed);
      $out .= dechex(floor($num / 16)) 。 dechex($num % 16);
  }
  

• Base36 (a-z0-9):

  $out = '';
  for ($i = 0, $len = strlen($seed); $i < $len; $i++) {
      $num = ord($seed);
      $out .= base_convert($num, 10, 36);
  }
  

• Base64 (a-zA-Z0-9+=):

  $out = base64_encode($seed);
  

• 完整字节：

  没有什么是必要的，因为它已经是这种格式。