python passlib：“回合”的最佳价值是什么

Question

来自passlib documentation

对于大多数面向公众的服务，在用户开始生气之前，您通常需要 250 毫秒到 400 毫秒的时间进行登录。

那么，如果我们认为登录尝试一次调用数据库，那么 登录/注册 中rounds 的最佳值是多少，并且它使用 MongoDB 和 非阻塞调用。 （使用Mongotor，并使用电子邮件作为_id，因此默认情况下是索引，查询速度很快：0.00299978256226，当然还有数据库测试有 3 条记录...)

import passlib.hash
import time

hashh = passlib.hash.pbkdf2_sha512
beg1 = time.time()
password = hashh.encrypt("test", salt_size = 32, rounds = 12000)
print time.time()- beg1 # returns 0.142999887466
beg2 = time.time()
hashh.verify("test", password) # returns 0.143000125885
print time.time()- beg2

现在如果我使用半值：

password = hashh.encrypt("test", salt_size = 32, rounds = 4000) # returns 0.0720000267029
hashh.verify("test", password) # returns 0.0709998607635

我在戴尔 XPS 15 i7 2.0 Ghz 上使用 Windows 7 64 位

注意：安装了bcrypt，当然，直接将其用作默认值（rounds = 12）真的很痛苦：

hashh = passlib.hash.bcrypt
beg1 = time.time()
password = hashh.encrypt("test", rounds = 12) # returns 0.406000137329
print time.time()- beg1
beg2 = time.time()
hashh.verify("test", password) # returns 0.40499997139
print time.time()- beg2

半值：

password = hashh.encrypt("test", rounds = 12) # 0.00699996948242 wonderful?
hashh.verify("test", password) # 0.00600004196167

在使用pbkdf2_sha512 时，您能否建议我一个适合生产的良好回合值？

Answer 1

（此处为 passlib 开发者）

pbkdf2_sha512 花费的时间与它的 rounds 参数 (elapsed_time = rounds * native_speed) 成线性比例。使用您系统的数据 native_speed = 12000 / .143 = 83916 iterations/second，这意味着您需要大约 83916 * .350 = 29575 rounds 才能获得约 350 毫秒的延迟。

对于 bcrypt 来说，事情有点复杂，因为它所花费的时间与它的 rounds 参数 (elapsed_time = (2 ** rounds) * native_speed) 成对数比例。使用您系统的数据native_speed = (2 ** 12) / .405 = 10113 iterations/second，这意味着您需要大约log(10113 * .350, 2) = 11.79 rounds 才能获得约350 毫秒的延迟。但由于 BCrypt 只接受整数轮参数，所以你需要选择 rounds=11 (~200ms) 或 rounds=12 (~400ms)。

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所有这些都是我希望在 passlib 的未来版本中解决的问题。作为一项正在进行的工作，passlib 的 mercurial 存储库当前包含一个简单的小脚本 choose_rounds.py，它负责为给定的目标时间选择正确的轮数值。可以直接下载运行如下（运行可能需要20s左右）：

$ python choose_rounds.py -h
usage: python choose_rounds.py <hash_name> [<target_in_milliseconds>]

$ python choose_rounds.py pbkdf2_sha512 350
hash............: pbkdf2_sha512
speed...........: 83916 iterations/second
target time.....: 350 ms
target rounds...: 29575  

$ python choose_rounds.py bcrypt 350
hash............: bcrypt
speed...........: 10113 iterations/second
target time.....: 350 ms
target rounds...: 11 (200ms -- 150ms faster than requested)
target rounds...: 12 (400ms -- 50ms slower than requested)

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（编辑：添加了关于安全最小轮次的回复...）

免责声明：确定安全最小值是一个非常棘手的问题 - 有许多难以量化的参数、非常少的真实世界数据以及一些严格无益的理论。由于缺乏良好的权威性，我一直在自己研究这个话题；对于即兴计算，我将原始数据归结为一个简短的公式（如下），这通常是我使用的。请注意，其背后是几页假设和粗略估计，使其更像是Fermi Estimation，而不是确切的答案：|

我使用 GPU 攻击 PBKDF2-HMAC-SHA512 的经验法则（2012 年中）是：

 days * dollars = 2**(n-31) * rounds

• days 是攻击者有 50/50 机会猜到密码之前的天数。
• dollars 是攻击者的硬件预算（美元）。
• n 是用户密码的平均熵值（以比特为单位）。

回答你的脚本小子问题：如果一个平均密码有 32 位熵，并且攻击者有一个 2000 美元的系统和一个好的 GPU，那么在 30000 轮时他们将需要 30 天（ 2**(32-31)*30000/2000) 有 50/50 的机会破解给定的哈希。我建议您使用这些值，直到您达到您满意的回合/天折衷。

注意事项：

• 字典攻击的成功率不是线性的，它更像是“长尾”情况，所以将 50/50 标记视为更多的半衰期。

• 31 是关键因素，因为它编码了使用特定技术级别攻击特定算法的成本估计。实际值2**-31 衡量攻击者将花费的“每轮美元天数”。相比之下，使用ASIC 攻击 PBKDF2-HMAC-SHA512 的系数更接近于46 - 更大的数字意味着攻击者的成本更高，并且每轮的安全性更低，尽管脚本小子通常不会有那种预算:)