Bcrypt

Bcrypt — это криптографическая функция хеширования, основанная на алгоритме шифрования Blowfish. Она была разработана в 1999 году Нильсом Провосом (Niels Provos) и Дэвидом Мазиером (David Mazières) специально для безопасного хранения паролей. Основная цель Bcrypt — преобразовать пароль в хеш (строку фиксированной длины), который сложно взломать даже при компрометации базы данных.

В отличие от простых хеш-функций (например, MD5 или SHA-1), Bcrypt включает в себя механизмы, которые делают его устойчивым к атакам перебора (brute-force) и радужным таблицам (rainbow table attacks).

Как работает Bcrypt?

Bcrypt выполняет несколько ключевых шагов для создания безопасного хеша:

• Соль (Salt):
  • Bcrypt генерирует уникальную случайную строку, называемую "соль" (salt), для каждого пароля. Соль добавляется к паролю перед хешированием, что предотвращает использование предвычисленных радужных таблиц.
  • Соль хранится вместе с хешем, что позволяет проверить пароль позже, но не раскрывает сам пароль.
• Итеративное хеширование:
  • Bcrypt использует алгоритм Blowfish для многократного преобразования пароля и соли. Это делает процесс хеширования вычислительно дорогим, что затрудняет атаки перебора.
• Фактор работы (Work Factor):
  • Bcrypt позволяет настроить "стоимость" вычислений (work factor или cost factor), которая определяет, сколько итераций алгоритма будет выполнено. Чем выше фактор работы, тем дольше выполняется хеширование, что увеличивает время, необходимое для атаки.
• Формат хеша:
  • Результат хеширования в Bcrypt имеет фиксированную длину (обычно 60 символов) и включает соль, фактор работы и сам хеш. Пример хеша:

$2b$12$Kix2tYg2x5zP6Z8a9bC2u.tlM6z2Yg2x5zP6Z8a9bC2u.tlM6z2

• Здесь:
  • $2b — версия алгоритма Bcrypt.
  • $12 — фактор работы (в данном случае 2^12 итераций).
  • Kix2tY... — соль (22 символа).
  • Остальная часть — сам хеш.

• Проверка пароля:
  • При проверке пароля Bcrypt берет введенный пользователем пароль, добавляет к нему соль из сохраненного хеша, выполняет хеширование с тем же фактором работы и сравнивает результат с сохраненным хешем.

Основные особенности Bcrypt

• Устойчивость к атакам:
  • Соль защищает от радужных таблиц, так как каждый хеш уникален даже для одинаковых паролей.
  • Высокая вычислительная стоимость замедляет атаки перебора, особенно на современных GPU или ASIC.
• Адаптивность:
  • Фактор работы можно увеличивать с ростом вычислительных мощностей, что делает Bcrypt устойчивым к прогрессу аппаратного обеспечения.
• Простота использования:
  • Bcrypt предоставляет удобные библиотеки для большинства языков программирования (например, bcrypt в Python, bcrypt-nodejs в JavaScript, BCrypt в PHP и т.д.), что упрощает интеграцию.
• Кроссплатформенность:
  • Хеши, созданные с помощью Bcrypt, совместимы между различными системами и языками программирования.

Преимущества Bcrypt

• Безопасность: Соль и итеративное хеширование делают Bcrypt устойчивым к распространенным атакам.
• Гибкость: Настраиваемый фактор работы позволяет адаптировать алгоритм к современным требованиям.
• Широкая поддержка: Используется в популярных фреймворках и системах (например, Ruby on Rails, Django, Laravel).
• Открытый исходный код: Bcrypt — это открытая библиотека, что позволяет сообществу проверять и улучшать её.

Недостатки Bcrypt

• Производительность:
  • Высокая вычислительная стоимость может замедлять приложения, особенно если одновременно обрабатывается много запросов на аутентификацию.
  • Максимальная длина пароля ограничена 72 символами (в некоторых реализациях), что может быть проблемой для очень длинных паролей.
• Не универсальность:
  • Bcrypt предназначен только для хеширования паролей, а не для других задач (например, хеширования больших данных или цифровых подписей).
• Устаревание:
  • Хотя Bcrypt остается безопасным, более новые алгоритмы, такие как Argon2 (победитель конкурса Password Hashing Competition в 2015 году), предлагают улучшенные характеристики, включая защиту от атак на специализированном оборудовании.

Сравнение с другими алгоритмами

• MD5/SHA-1: Эти алгоритмы устарели, так как они быстрые и не используют соль, что делает их уязвимыми для радужных таблиц и атак перебора.
• PBKDF2: Похож на Bcrypt, но менее устойчив к атакам на GPU из-за меньшей вычислительной сложности.
• Argon2: Более современный алгоритм, который лучше защищает от атак на специализированном оборудовании и позволяет настраивать использование памяти.

Рекомендации по использованию

• Используйте Bcrypt с фактором работы не менее 12 (или выше, если позволяет производительность).
• Храните хеши паролей в базе данных, а не сами пароли.
• Регулярно обновляйте фактор работы, чтобы учитывать рост вычислительных мощностей.
• Рассмотрите переход на Argon2 для новых проектов, если требуется максимальная безопасность.

Заключение

Bcrypt — это надежный и проверенный временем алгоритм для хеширования паролей, который обеспечивает высокий уровень безопасности благодаря соли, итеративному хешированию и настраиваемому фактору работы. Он идеально подходит для защиты паролей в веб-приложениях, но требует правильной настройки и понимания его ограничений. Для новых систем можно рассмотреть более современные альтернативы, такие как Argon2, но Bcrypt остается стандартом де-факто во многих проектах.