一種簡單的給MD5加鹽演算法

現在的MD5密碼資料庫的資料量已經非常龐大了，大部分常用密碼都可以通過MD5摘要反向查詢到密碼明文。為了防止內部人員（能夠接觸到資料庫或者Database Backup檔案的人員）和外部入侵者通過MD5反查密碼明文，更好地保護使用者的密碼和個人帳戶安全（一個使用者可能會在多個系統中使用同樣的密碼，因此涉及到使用者在其他網站和系統中的資料安全），需要對MD5摘要結果摻入其他資訊，稱之為加鹽。

加鹽的演算法有很多，考慮到加鹽的目的（防止擁有系統底層許可權的人員），想做到絕對不可反查是很困難的，需要有其他軟體或者硬體的協助，在很多情境下的實用性比較差。如果只是想增加反查的難度，倒是有很多方法可以選擇，一種便利的方法是md5(Password+UserName)，即將使用者名稱和密碼字串相加再MD5，這樣的MD5摘要基本上不可反查。但有時候使用者名稱可能會發生變化，發生變化後密碼即不可用了（驗證密碼實際上就是再次計算摘要的過程）。

因此我們做了一個非常簡單的演算法，每次儲存密碼到資料庫時，都產生一個隨機16位元字，將這16位元字和密碼相加再求MD5摘要，然後在摘要中再將這16位元字按規則摻入形成一個48位的字串。在驗證密碼時再從48位字串中按規則提取16位元字，和使用者輸入的密碼相加再MD5。按照這種方法形成的結果肯定是不可直接反查的，且同一個密碼每次儲存時形成的摘要也都是不同的。如以下代碼所示：

Java代碼  

1. package com.zving.framework.security;   
2.   
3. import java.security.MessageDigest;   
4. import java.util.Random;   
5.   
6. import org.apache.commons.codec.binary.Hex;   
7.   
8. /**  
9.  * @author wyuch
    
10.  * @email wyuch@zving.com
     
11.  * @date 2011-12-31
     
12.  */  
13. public class PasswordUtil {   
14.     /**
     
15.      * 產生含有隨機鹽的密碼
     
16.      */  
17.     public static String generate(String password) {   
18.         Random r = new Random();   
19.         StringBuilder sb = new StringBuilder(16);   
20.         sb.append(r.nextInt(99999999)).append(r.nextInt(99999999));   
21.         int len = sb.length();   
22.         if (len < 16) {   
23.             for (int i = 0; i < 16 - len; i++) {
      
24.                 sb.append("0");   
25.             }   
26.         }   
27.         String salt = sb.toString();   
28.         password = md5Hex(password + salt);   
29.         char[] cs = new char[48];
      
30.         for (int i = 0; i < 48; i += 3) {
      
31.             cs[i] = password.charAt(i / 3 * 2);   
32.             char c = salt.charAt(i / 3);   
33.             cs[i + 1] = c;   
34.             cs[i + 2] = password.charAt(i / 3 * 2 + 1);
      
35.         }   
36.         return new String(cs);   
37.     }   
38.   
39.     /**
     
40.      * 校正密碼是否正確
     
41.      */  
42.     public static boolean verify(String password, String md5) {
      
43.         char[] cs1 = new char[32];
      
44.         char[] cs2 = new char[16];
      
45.         for (int i = 0; i < 48; i += 3) {
      
46.             cs1[i / 3 * 2] = md5.charAt(i);   
47.             cs1[i / 3 * 2 + 1] = md5.charAt(i + 2);
      
48.             cs2[i / 3] = md5.charAt(i + 1);   
49.         }   
50.         String salt = new String(cs2);   
51.         return md5Hex(password + salt).equals(new String(cs1));
      
52.     }   
53.   
54.     /**
     
55.      * 擷取十六進位字串形式的MD5摘要
     
56.      */  
57.     public static String md5Hex(String src) {   
58.         try {   
59.             MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance("MD5");   
60.             byte[] bs = md5.digest(src.getBytes());   
61.             return new String(new Hex().encode(bs));
      
62.         } catch (Exception e) {   
63.             return null;   
64.         }   
65.     }   
66.   
67.     public static void main(String[] args) {
      
68.         String password = generate("admin");   
69.         System.out.println(verify("admin", password));   
70.     }   
71. }  

package com.zving.framework.security;import java.security.MessageDigest;import java.util.Random;import org.apache.commons.codec.binary.Hex;/** * @author wyuch * @email wyuch@zving.com * @date 2011-12-31 */public class PasswordUtil {/** * 產生含有隨機鹽的密碼 */public static String generate(String password) {Random r = new Random(); StringBuilder sb = new StringBuilder(16); sb.append(r.nextInt(99999999)).append(r.nextInt(99999999)); int len = sb.length(); if (len < 16) { for (int i = 0; i < 16 - len; i++) { sb.append("0"); } } String salt = sb.toString(); password = md5Hex(password + salt); char[] cs = new char[48]; for (int i = 0; i < 48; i += 3) { cs[i] = password.charAt(i / 3 * 2); char c = salt.charAt(i / 3); cs[i + 1] = c; cs[i + 2] = password.charAt(i / 3 * 2 + 1); }return new String(cs);}/** * 校正密碼是否正確 */public static boolean verify(String password, String md5) { char[] cs1 = new char[32];char[] cs2 = new char[16];for (int i = 0; i < 48; i += 3) {cs1[i / 3 * 2] = md5.charAt(i);cs1[i / 3 * 2 + 1] = md5.charAt(i + 2);cs2[i / 3] = md5.charAt(i + 1);}String salt = new String(cs2);return md5Hex(password + salt).equals(new String(cs1));}/** * 擷取十六進位字串形式的MD5摘要 */public static String md5Hex(String src) {try {MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance("MD5");byte[] bs = md5.digest(src.getBytes());return new String(new Hex().encode(bs));} catch (Exception e) {return null;}}public static void main(String[] args) {String password = generate("admin");System.out.println(verify("admin", password));}}

--------------------------回應樓下幾位的問題---------------------------
1、這是一個很簡單的演算法，和絕大部分加鹽演算法一樣，只是為了增加通過MD5資料庫反查（例如使用http://www.md5.cc/類似的反查資料庫）的難度，並不能保證絕對不可反查。

2、作者假定，能夠拿到一個應用中使用者密碼的MD5摘要的人，也能獲得該應用的密碼摘要形成的演算法，以及該演算法依賴的外部因素（持久層中的使用者ID、使用者名稱、加鹽規則、隨機資料等）。因此不管是什麼樣的演算法（例如多次MD5以及各種加鹽規則），破解者都可以通過將手頭的MD5反查庫根據你的演算法和資料重新運算一遍，以獲得針對你的使用者資料庫的專用的MD5反查庫，然後再逐一反查密碼明文。

3、考慮到使用者密碼驗證實際上是再次形成MD5摘要的過程，而使用者密碼驗證是一個經常發生的行為，會有高並發的情況。所以一般使用者密碼驗證不允許採用非常複雜和消耗效能的演算法，一次驗證消耗的CPU時間應在100毫秒之內。我們採用MD5或SHA1的原因一是久經考驗的摘要無法復原性；二是效能在允許的範圍之內（對於密碼這樣的短字串，一台普通PC每秒都可以運算上萬次）。

4、因為第3點提到的效能要求，所以根據你的演算法重新構建一個專用MD5反查庫的時間不會特別長（採用較好的機器和並行計算，可以在有意義的時間範圍之內重新形成有100億條以上記錄的MD5反查庫）。

5、根據以上2/3/4點，不管採用什麼加鹽演算法，只要演算法可以獲得，則破解者都可以破解任意一個使用者的密碼的明文（準確地說是驗證該密碼是否在MD5反查庫中存在，如果存在則能獲得明文。特別複雜的密碼在MD5反查庫中不會有記錄，因此即使不加鹽也無法破解）。

6、但多次MD5、打亂MD5結果的數位順序這些演算法的安全性要更差一些，便如多次MD5，不管你是幾次MD5，破解者只需要根據你演算法運算形成MD5反查庫，則一次性就破解了你的所有密碼。

7、本文中的演算法以及MD5（UserName+Password+Salt）、MD5(UserID+Password+Salt)等，是在密碼之外有引入了幹擾項（稱之為鹽），因此破解者必須為每一個密碼單獨形成一個MD5反查庫，代價就會非常高，要想破解所有密碼實際上已經不可行了。

8、但MD5（UserName+Password+Salt）要求UserName永遠不變，MD5（UserID+Password+Salt）要求使用者在使用者名稱之外必須有一個不變的UserID。這些額外的要求，導致其適用性沒有本文中的演算法好。

9、如果以上情況有一條你不需要考慮，則本演算法對你確實沒有什麼用處，就當作者自賣自誇灌水吧。因為本演算法有一點點聊勝於無的優勢，所以發個文章請大家斧正，對回帖的兄弟們表示感謝