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作为一种加密技术密钥扩展可被用于增强密码和口令的安全性尤其是在原始密码的随机性或长度不足以抵御各种攻击如蛮力攻击或字典攻击的情况下。总体而言密钥扩展会通过对密码或密钥进行多次散列处理来实现更强大的安全性。
密钥扩展也被称为密钥强化通常是将一个相对较弱、较短的密码或加密密钥应用某种加密函数或算法以生成一个更强且更长的密钥。新生成的密钥输出又作为后续的输入如此反复进行直到能够输出所需的密钥。从根本上说此举的目的在于使得攻击者即使获得了原始密钥的散列或加密版本也需要耗费大量的计算成本和时间才可能恢复原始密钥。
目前密钥扩展在在线账户、金融交易、以及数据保护等具有高安全性要求的应用中发挥着至关重要的作用。它是确保已存密码和加密密钥安全性的重要组成部分并最终可以保障用户账号与数据可信。
密钥扩展是如何工作的
为了理解密钥扩展是如何将弱密码转换成强大安全的密码让我们来看一个简单的例子想象一下您有一个类似iloveyou这样再普通不过的密码。那么对于攻击者来说该密码可能都称不上什么秘密。他们很容易通过暴力破解单词表和字典的方式打开这扇“大门”。而事实上攻击者的确只需 30 秒就能破解并访问该账户。
而密钥扩展会对这个易受攻击的密码进行散列处理以创建更长、更复杂的密码。例如iloveyou会变成e4ad93ca07acb8d908a3aa41e920ea4f4ef4f26e7f86cf8291c5db289780a5ae。不过整个扩展过程并未就此结束。
接着这个新密码通过再次散列就变成了bc82943e9f3e2b6a195bebdd7f78e5f3ff9182ca3f35b5d415cf796ab0ce6e56。
而将其继续做一次散列就会得到46e95d6374c00c84e4970cfe1e0a2982b2b11b1de9343a30f42675a2154a28f5。以此类推您可以根据需求执行多次此类操作。
那么我们是否需要自己从头开始写代码以实现整个过程呢显然不需要。目前业界已有一些用于密钥扩展的代码库可以为您完成此类繁重的工作。其中较为典型和流行的密钥扩展算法有PBKDF2、scrypt、Argon2和bcrypt。其中当属bcrypt和PBKDF2最广为人知。
具体而言bcrypt采用blowfish密码进行多轮散列使之成为保护密码安全的可靠选择。而PBKDF2Password-Based Key Derivation Function基于密码的密钥推导函数2是另一种增强密钥或密码安全性的可靠选择。这些工具都可以确保即使是最微弱的密码也能够得到极大限度的屏蔽以防止未经授权的访问。
密钥扩展与加盐
密钥扩展和加盐都是密码安全领域的重要技术它们在增强密码强度等方面各自发挥着独特的作用。
如上所述密钥扩展主要是对密码进行多轮散列处理从而有效地将弱密码转化为更安全的版本。因此执行的次数越多密码就越安全。而密码加盐则提供了额外的一层防御。它需要在应用散列过程之前在密码中添加一串不同的字符即通过增加复杂性来提高密码的强度。
在实际中这两种技术可以被协同使用以增强密码的整体强度。不过需要注意的是加盐并非事后补救之法而应当从一开始便融入其中从而在弱密码进行散列处理之前就对其进行增强。从本质上讲密钥扩展和加盐就像一个协作团队共同为您的敏感信息提供额外的保护。
密钥扩展的重要性
密钥扩展通常被用于基于密码的加密和身份验证系统。它有助于降低弱口令或易猜密码的风险性使得攻击者即使获得了原始口令的散列或加密版本也很难恢复其经历了高昂计算代价的原始信息。在诸如保护已存密码和加密密钥等各种实际应用场景中我们时常可以用到它。下面我为您总结了密钥扩展的4项典型安全功能
增强安全性密钥扩展的主要目的就是为了大幅提高密码或加密密钥的安全性。为此它会将那些脆弱的、易被猜测的密码转化为强大的、复杂的密钥使其更能够抵御蛮力和字典攻击等攻击。抵御彩虹表彩虹表又被称为预计算表。此类表格是预先生成的散列密码对应表。攻击者可以利用它们来快速地查找相应的密码。而加盐和密钥扩展等方法恰好可以使这种表格丧失功效。降低弱密码影响在实际操作中用户通常会选用便于记忆、但易受攻击的弱密码。而密钥伸展功能则提供了一个额外的安全层面在用户和服务之间实施安全保护。减缓攻击者的速度密钥扩展的复杂计算大幅降低了攻击者破解密码的速度。显然每一次额外的迭代都会使得破解过程更加耗时进而让攻击者望而却步。
使用密码强化技术确保资产安全
虽然密码是安全的第一道防线但是如果过于简单被破解就只是时间问题了。如今攻击者正变得越来越狡猾破解水平也在持续增强。因此若想在这场“猫鼠游戏”中保持领先密钥的处理机制就需要“多走一步”。例如采取上文提到的密钥扩展、加盐和掺杂等先进技术就能够很好地协助用户将弱密码转化为可以抵御潜在威胁的坚固之盾。
