如何安全存储和验证密码：bcrypt、scrypt 和 Argon2 的最佳实践

在开发用户身份验证系统时，如何安全地存储和验证密码是一个关键问题。本文将深入探讨单向哈希算法（bcrypt、scrypt、Argon2）的工作原理，并讲解如何确保密码验证时使用相同的哈希算法和参数，以保证验证过程的一致性和安全性。

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1. 为什么不能直接存储密码？

如果直接在数据库中存储明文密码，一旦数据库泄露，攻击者将能直接获取所有用户的密码。因此，所有安全的系统都使用哈希算法对密码进行单向加密，确保即使数据库被攻破，密码仍然难以被恢复。

但仅仅使用哈希函数（如 SHA-256）是不够的，因为没有加盐（Salt），攻击者可以使用彩虹表破解密码。因此，我们需要使用更安全的密码哈希算法，如 bcrypt、scrypt 或 Argon2。

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2. 安全密码存储：bcrypt、scrypt 和 Argon2

不同的密码哈希算法在安全性、计算成本和易用性上有所不同，我们分别介绍它们的原理和使用方式。

① bcrypt（最广泛使用）

✅ 特点：

• 适用于大多数 Web 应用
• 自动生成盐（Salt），并将盐嵌入哈希值中
• 工作因子（cost factor） 控制计算复杂度，增加破解难度

🔹 存储格式（包含盐和参数）：

$2b$12$EIX8s2yLd7vL9hZ37UbyCeWdLzH7ZZhAo6Zh8D/Umu1txPO0y9H0y
\__/ \__/ \_________________________/ \____________________/
 │    │           │                      │
 │    │           │                      └── 计算得到的哈希值
 │    │           └── 盐（Salt）
 │    └── 工作因子 cost（12 表示 2^12 轮计算）
 └── 哈希算法标识（$2b$ 表示 bcrypt）

🔹 密码哈希（Python 实现）：

import bcrypt

password = b"password123"  
hashed_password = bcrypt.hashpw(password, bcrypt.gensalt())  # 生成哈希
print(hashed_password)  # 存储到数据库

🔹 密码验证（自动使用相同参数）：