本文探讨了密码安全的不同阶段，介绍了如何通过在密码中加入随机字符串（盐）来增加密码的安全性，防止密码被轻易破解。
为什么要在密码里加点“盐”
盐（Salt）
在密码学中，是指通过在密码任意固定位置插入特定的字符串，让散列后的结果和使用原始密码的散列结果不相符，这种过程称之为“加盐”。
以上这句话是维基百科上对于 Salt 的定义，但是仅凭这句话还是很难理解什么叫 Salt，以及它究竟起到什么作用。
早期的软件系统或者互联网应用，数据库中设计用户表的时候，大致是这样的结构：
mysql> desc User;
+----------+--------------+------+-----+---------+-------+
| Field | Type | Null | Key | Default | Extra |
+----------+--------------+------+-----+---------+-------+
| UserName | varchar(50) | NO | | | |
| PassWord | varchar(150) | NO | | | |
+----------+--------------+------+-----+---------+-------+
数据存储形式如下：
mysql> select * from User;
+----------+----------+
| UserName | PassWord |
+----------+----------+
| lichao | 123 |
| akasuna | 456 |
+----------+----------+
主要的关键字段就是这么两个，一个是登陆时的用户名，对应的一个密码，而且那个时候的用户名是明文存储的，如果你登陆时用户名是 123，那么数据库里存的就是 123。这种设计思路非常简单，但是缺陷也非常明显，数据库一旦泄露，那么所有用户名和密码都会泄露，后果非常严重。参见《优快云 详解 600 万用户密码泄露始末》。
为了规避第一代密码设计的缺陷，聪明的人在数据库中不在存储明文密码，转而存储加密后的密码，典型的加密算法是 MD5 和 SHA1，其数据表大致是这样设计的：
mysql> desc User;
+----------+--------------+------+-----+---------+-------+
| Field | Type | Null | Key | Default | Extra |
+----------+--------------+------+-----+---------+-------+
| UserName | varchar(50) | NO | | | |
| PwdHash | char(32) | NO | | | |
+----------+--------------+------+-----+---------+-------+
数据存储形式如下：
mysql> select * from User;
+----------+----------------------------------+
| UserName | PwdHash |
+----------+----------------------------------+
| lichao | 202cb962ac59075b964b07152d234b70 |
| akasuna | 250cf8b51c773f3f8dc8b4be867a9a02 |
+----------+----------------------------------+
假如你设置的密码是 123，那么数据库中存储的就是 202cb962ac59075b964b07152d234b70 或 40bd001563085fc35165329ea1ff5c5ecbdbbeef。当用户登陆的时候，会把用户输入的密码执行 MD5（或者 SHA1）后再和数据库就行对比，判断用户身份是否合法，这种加密算法称为散列。
严格地说，这种算法不能算是加密，因为理论上来说，它不能被解密。所以即使数据库丢失了，但是由于数据库里的密码都是密文，根本无法判断用户的原始密码，所以后果也不算太严重。
本来第二代密码设计方法已经很不错了，只要你密码设置得稍微复杂一点，就几乎没有被破解的可能性。但是如果你的密码设置得不够复杂，被破解出来的可能性还是比较大的。
好事者收集常用的密码，然后对他们执行 MD5 或者 SHA1，然后做成一个数据量非常庞大的数据字典，然后对泄露的数据库中的密码就行对比，如果你的原始密码很不幸的被包含在这个数据字典中，那么花不了多 长时间就能把你的原始密码匹配出来。这个数据字典很容易收集，优快云 泄露的那 600w 个密码，就是很好的原始素材。
于是，第三代密码设计方法诞生，用户表中多了一个字段：
mysql> desc User;
+----------+-------------+------+-----+---------+-------+
| Field | Type | Null | Key | Default | Extra |
+----------+-------------+------+-----+---------+-------+
| UserName | varchar(50) | NO | | | |
| Salt | char(50) | NO | | | |
| PwdHash | char(32) | NO | | | |
+----------+-------------+------+-----+---------+-------+
数据存储形式如下：
mysql> select * from User;
+----------+----------------------------+----------------------------------+
| UserName | Salt | PwdHash |
+----------+----------------------------+----------------------------------+
| lichao | 1ck12b13k1jmjxrg1h0129h2lj | 6c22ef52be70e11b6f3bcf0f672c96ce |
| akasuna | 1h029kh2lj11jmjxrg13k1c12b | 7128f587d88d6686974d6ef57c193628 |
+----------+----------------------------+----------------------------------+
Salt 可以是任意字母、数字、或是字母或数字的组合，但必须是随机产生的，每个用户的 Salt 都不一样，用户注册的时候，数据库中存入的不是明文密码，也不是简单的对明文密码进行散列，而是 MD5( 明文密码 + Salt)，也就是说：
MD5('123' + '1ck12b13k1jmjxrg1h0129h2lj') = '6c22ef52be70e11b6f3bcf0f672c96ce'
MD5('456' + '1h029kh2lj11jmjxrg13k1c12b') = '7128f587d88d6686974d6ef57c193628'
当用户登陆的时候，同样用这种算法就行验证。
由于加了 Salt，即便数据库泄露了，但是由于密码都是加了 Salt 之后的散列，坏人们的数据字典已经无法直接匹配，明文密码被破解出来的概率也大大降低。
是不是加了 Salt 之后就绝对安全了呢？淡然没有！坏人们还是可以他们数据字典中的密码，加上我们泄露数据库中的 Salt，然后散列，然后再匹配。但是由于我们的 Salt 是随机产生的，假如我们的用户数据表中有 30w 条数据，数据字典中有 600w 条数据，坏人们如果想要完全覆盖的坏，他们加上 Salt 后再散列的数据字典数据量就应该是 300000* 6000000 = 1800000000000，一万八千亿啊，干坏事的成本太高了吧。但是如果只是想破解某个用户的密码的话，只需为这 600w 条数据加上 Salt，然后散列匹配。可见 Salt 虽然大大提高了安全系数，但也并非绝对安全。
实际项目中，Salt 不一定要加在最前面或最后面，也可以插在中间嘛，也可以分开插入，也可以倒序，程序设计时可以灵活调整，都可以使破解的难度指数级增长。
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散列算法（Hash Function）中，最为常用的是MD5（Message-Digest Algorithm 5）算法，MD5是一个较为古老的算法，一度被广泛应用于安全领域。比如在UNIX系统中用户的密码就是以MD5（或其它类似的算法）经加密后存储在文件 系统中。当用户登录的时候，系统把用户输入的密码计算成MD5值，然后再去和保存在文件系统中的MD5值进行比较，进而确定输入的密码是否正确。
不过，由于MD5的弱点被不断发现以及计算机能力不断的提升，通过碰撞的方法有可能构造两个具有相同MD5的信息，使MD5算法在目前的安全环境下有一点 落伍。从实践角度，不同信息具有相同MD5的可能性还是非常低的，通常认为是不可能的，通过碰撞的方法也很难碰撞出复杂信息的MD5数值。
因此，MD5算法还是被广泛的用作检验文件是否变化的散列函数，很多类似迅雷、旋风这样的下载工具，都可以通过MD5来验证，用户下载下来的文件是否被修改。
代码如下：
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.math.BigInteger;
import java.nio.MappedByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.security.MessageDigest;
public class Password {
public static String getMd5ByFile(File file) throws FileNotFoundException {
String value = null;
FileInputStream in = new FileInputStream(file);
//MD5验证文件一致性
try {
MappedByteBuffer byteBuffer = in.getChannel().map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, file.length());
MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance("MD5");
md5.update(byteBuffer);
BigInteger bi = new BigInteger(1, md5.digest());
value = bi.toString(16);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if(null != in) {
try {
in.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
return value;
}
public static void main(String[] args) throws IOException {
String path="E:\\aaaaa.txt";
String path2="E:\\svn_site-1.8.8 - 副本.zip";
String v = getMd5ByFile(new File(path));
String v2 = getMd5ByFile(new File(path2));
System.out.println("MD5:"+v);
System.out.println("MD5:"+v2);
}
}
在用户密码的处理方面，MD5总的来看还算是安全的，至少比明文保存密码要好的多，目前破解MD5主要依靠大型字典的方法，将常用密码进行MD5后建立数 据库，然后和MD5数值进行对比，通过这样的方法来“破解”MD5，因此，通常直接将密码进行MD5处理的话，一些弱密码很容易可以通过这种手段“破解” 出来。
不过，如果在散列的过程中，加入足够长的salt（即干扰字符串），并且salt加入一些动态信息，例如username、随机码等，这样生成的MD5还 是很难被破解的，因为仅仅从数据库无法看到MD5具体的处理过程，必须同时看到处理时的源代码才可以，这就给破解MD5带来相当大的难度。
还有一个方法，既然简单密码的MD5是不安全的，网站的开发者只需要一个简单的技巧就能提高密码的安全度：在用户注册的时候，录入新密码后进行判断，强制密码必须8位以上，并包含字母和数字，否则不让注册，这样用户注册后使用的密码就都是不容易被破解的密码了。
如果需要更安全的算法，建议不用MD5，而使用SHA-256，SHA（Secure Hash Algorithm，安全散列算法）是美国国家安全局（NSA）设计，美国国家标准与技术研究院（NIST）发布的一系列密码散列函数。目前还没有出现针 对SHA-256算法的有效碰撞攻击方法，该算法也是开源算法，在很多地方可以找到，是MD5的一个不错的后继者。
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