更快地运行 openssl 加密功能

Question

这是一个与安全相关的问题，发布在here。

我在当前的 PHP 7.0 设置中使用this，它工作正常。但是因为自 7.2 以来 mcrypt 已被 openssl 取代，我正在努力使用发布的 here 更新加密和解密函数，因为它是内置的。

但因为这是在一个包含 25 个项目的网页上，所以执行需要很长时间，这对最终用户来说是不可接受的。

<?php
define("ENCRYPTION_KEY", "!@#$%^&*");

$StartTime = microtime(TRUE);

$e = [];
for ($i = 0; $i < 25; $i++)
{
    $e[] = encrypt($i, ENCRYPTION_KEY);
}

echo number_format(microtime(TRUE) - $StartTime, 3)." seconds\n";

# https://stackoverflow.com/a/50373095/126833
function sign($message, $key) {
    return hash_hmac('sha256', $message, $key) . $message;
}

function verify($bundle, $key) {
    return hash_equals(
      hash_hmac('sha256', mb_substr($bundle, 64, null, '8bit'), $key),
      mb_substr($bundle, 0, 64, '8bit')
    );
}

function getKey($password, $keysize = 16) {
    return hash_pbkdf2('sha256',$password,'some_token',100000,$keysize,true);
}

function encrypt($message, $password) {
    $iv = random_bytes(16);
    $key = getKey($password);
    $result = sign(openssl_encrypt($message,'aes-256-ctr',$key,OPENSSL_RAW_DATA,$iv), $key);
    return bin2hex($iv).bin2hex($result);
}

function decrypt($hash, $password) {
    $iv = hex2bin(substr($hash, 0, 32));
    $data = hex2bin(substr($hash, 32));
    $key = getKey($password);
    if (!verify($data, $key)) {
      return null;
    }
    return openssl_decrypt(mb_substr($data, 64, null, '8bit'),'aes-256-ctr',$key,OPENSSL_RAW_DATA,$iv);
}
?>

.

$ php encrypt-decrypt.php 
6.288 seconds

有什么方法可以真正快速执行吗？ （比如 25 次迭代不到一秒）

Answer 1

PBKDF2的迭代次数称为工作因子。如果迭代次数很高，那么工作因子（PBKDF2 需要执行的工作量）也很高。请注意，迭代次数与要执行的工作量线性，并且计算机变得更快（接近）指数。

请注意，PBKDF2 实现可以在硬件和软件中加速。因此请注意，攻击者将能够更快地执行它们。 100,000 实际上是推荐的数量。

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您的实现正确地调用了少量字节的 PBKDF2（小于哈希值的输出。如果您不这样做，那么 PBKDF2 基本上会被调用两次，而攻击者可能只调用一次来验证密码猜测。所以请注意，不要将代码更改为要求两个密钥，这只会减慢服务器速度。

但是，您在 encrypt 函数中调用 $key = getKey($password);。这意味着密钥是为每个调用派生的。这当然不是很聪明：您应该缓存密钥，直到不再需要它，然后直接销毁它。无需导出密钥 25 次。只是降低迭代是一种临时解决方案，可以将很多优势交还给攻击者。