Java雙重MD5加密實現安全登入

2022-07-10 18:00:33

一：問題引入

今天看到一篇文章說使用MD5對密碼進行加密儲存也還不能做到很安全，網上有線上解密MD5的網站，我一搜，還真有。接下來我嘗試對我儲存在資料庫中的密碼進行解密操作：

可以看到成功將我的密碼解密出來，這讓我很吃驚，因為我們都知道MD5演演算法是不可逆的，因為它是其是一種雜湊函數，使用的是hash演演算法，在計算過程中原文的部分資訊是丟失了的。那麼為什麼網站中可以將我的密碼解密出來呢？

經過一番查詢後發現，原來線上解密工具的解密原理很簡單，其原理是收集使用者常用的簡單密碼形成了一個密碼字典，並將字典中的密碼用MD5加密後儲存起來，在所謂的“解密“的時候，就將真正使用者密碼加密都的密文與已儲存的密碼相比較，如該密文存在於字典當中，即可以“解密”。因此，簡單的用MD5對使用者密碼加密還不安全，我們設定密碼時候也通常都會有複雜度檢測，比如密碼必須帶英文數位什麼的，就是為了安全性考慮。

知道其解密原理之後，我們嘗試一下複雜點的密碼看看能不能“解密”出來，首先對密碼“qweasd666”進行加密：

加密之後我們選取32位元小寫的密文進行解密操作：

可以看到解密失敗，說明其原理就是我們上面所說的收集常用的密文進行一一對應。既然解密失敗了，那麼說明“qweasd666”這個密碼是安全的，你們可以都設定這個密碼（doge）。

言歸正傳，說到這個網站成功將我精心設定的密碼給破解了，這讓我很沒有安全感，而且我感覺我很沒有面子，我一定要將我的登入安全等級進行提升。

除了上面提到的解密操作之外，還有一個很大的問題就是在前端將資料傳輸過來時候http採用的是明文傳輸，如果傳輸封包被擷取，那麼就算你後端的加密演演算法有多複雜，你的密碼也會被別人知道。

二：解決方案

2.1：第一次加密

找到問題所在之後，我們就可以對症下藥了，首先我覺得要解決的是http明文傳輸問題，因為這個風險最大，普通抓包就能抓取密碼，這不是很恐怖的一件事嗎。解決方案也很簡單，既然明文傳輸不安全，那麼我們加密後再進行傳輸不就行了嗎？

我選用的方案仍然還是MD5加密，但是對密碼加密前還要加入一個固定salt。salt？是加鹽嗎，其實差不多，更不如說是加點“佐料”。其基本想法是這樣的：當用戶首次提供密碼時（通常是註冊時），由程式往這個密碼裡撒一些“佐料”，為了減輕開發壓力，這個佐料對於每一個使用者都是相同的，然後再雜湊。這樣就能防止傳輸過程中出現明文密碼洩露。

2.2：第二次加密

注意上面我提到的是防止出現明文密碼洩漏，但是這並不代表密文不會洩漏，假如駭客擷取你通過http傳輸的經過加密後的密碼，或者資料庫發生洩漏導致加密後的密碼被駭客盜取，駭客通過解析前端js檔案獲得前端固定鹽值，那麼駭客可能可以通過彩虹表進行反向查詢得到原始密碼。這時候就二次加密的重要性就出來了，二次加密實現原理為對前端傳過來經過加密之後的密碼再次和一個隨機Salt值結合後進行加密（注意這次是隨機的），鹽值會在使用者登陸的時候隨機生成，並存在資料庫中。

這時候可能你會和我剛開始一樣也會有一個疑惑，那就是你把隨機鹽值儲存到資料庫中了，那麼如果資料庫洩漏那你的隨機鹽值還有什麼作用呢？駭客拿到加密資料進行解密後去除鹽值不是就能得到密碼了嗎？是的，駭客有可能通過這樣的手段得到密碼，但是前提是他能解密出來，要知道的是MD5是無法直接破解的，只能通過窮舉法進行解密。就算駭客拿到了資料庫中的加密密碼，但是不知道後端的加密過程，他就無法進行解析，就算駭客同時知道加密過程，由於經過了二次加鹽二次加密，這時候的密文是很難很難被解析出來的，隨著加密資料的複雜度增加，破解成本是呈指數級增加的，在那麼大的成本面前相信沒有什麼駭客願意去嘗試。當然，salt也不一定要加在最前面或最後面，也可以插在中間，也可以分開插入，也可以倒序，程式設計時可以靈活調整，都可以使破解的難度呈指數型增長。

2.3：具體實現

2.3.1：使用者註冊

前端對使用者輸入的密碼進行md5加密（固定的salt）
將加密後的密碼傳遞到後端
後端隨機生成一個salt
使用生成salt對前端傳過來的密碼進行加密，然後將加密後密碼和salt一起儲存到db中

2.3.2：使用者登入

前端對使用者輸入的密碼進行md5加密（固定的salt）
將加密後的密碼傳遞到後端
後端使用使用者賬號取出使用者資訊
後端對加密後的密碼在進行md5加密（取出鹽），然後與資料庫中儲存的密碼進行對比
匹配則登入成功，否則登入失敗

三：程式碼實現

3.1：第一次加密

3.1.1：前端

const params = {
    ...this.ruleForm,
    sex: this.ruleForm.sex === '女' ? '0' : '1',
    //設定密碼加密(加上固定salt值)
    password: md5(this.ruleForm.password + this.salt)
}
addEmployee(params).then(res => {
    if (res.code === 1) {
        this.$message.success('員工新增成功！')
        if (!st) {
            this.goBack()
        } else {
            this.ruleForm = {
                username: '',
                'name': '',
                'phone': '',
                password: '',
                // 'rePassword': '',/
                'sex': '男',
                'idNumber': ''
            }
        }
    } else {
        this.$message.error(res.msg || '操作失敗')
    }
}

3.1.2：後端

/**
* 新增員工
*/
@PostMapping
public R<String> save(@RequestBody Employee employee){
    //生成隨機salt值
    String salt = RandomStringUtils.randomAlphanumeric(5);
    //設定隨機鹽值
    employee.setSalt(salt);
    //設定密碼二次加密
    employee.setPassword(DigestUtils.md5DigestAsHex((salt + employee.getPassword()).getBytes()));
 
    boolean save = employeeService.save(employee);
    if(save){
        return R.success("新增成功！");
    }
    return R.error("新增失敗！");
}

3.2：第二次加密

3.2.1：前端

const params = {
    ...this.loginForm,
    //登入密碼加上固定鹽值後傳送
    password: md5(this.loginForm.password + this.salt),
}
let res = await loginApi(params)
if (String(res.code) === '1') {
    localStorage.setItem('userInfo', JSON.stringify(res.data))
    window.location.href = '/backend/index.html'
} else {
    this.$message.error(res.msg)
    this.loading = false
}

3.2.2：後端

/**
 * 員工登入
 */
@PostMapping("/login")
public R<Employee> login(HttpServletRequest request, @RequestBody Employee employee){
    //1.獲取傳輸過來的加密後的密碼值
    String encryPassword = employee.getPassword();
 
    //2.從資料庫中獲取使用者資訊
    LambdaQueryWrapper<Employee> lqw = new LambdaQueryWrapper<>();
    lqw.eq(Employee::getUsername,employee.getUsername());
    Employee emp = employeeService.getOne(lqw);
 
    //3.如果沒有查詢到則返回登陸失敗查詢結果
    if(emp == null){
        return R.error("沒有查詢到該使用者資訊！");
    }
 
    //4.獲取註冊時儲存的隨機鹽值
    String salt = emp.getSalt();
 
    //5.將頁面提交的密碼password進行md5二次加密
    String password = DigestUtils.md5DigestAsHex((salt + encryPassword).getBytes());
 
    //6.密碼比對，如果不一致則返回登陸失敗結果
    if(!emp.getPassword().equals(password)){
        return R.error("密碼錯誤！");
    }
 
    //7.檢視員工狀態是否可用
    if(emp.getStatus() == 0){
        return R.error("該員工已被禁用！");
    }
    
    //8.登入成功，將員工id存入Session物件並返回登入成功結果
    request.getSession().setAttribute("employee",emp.getId());
    return R.success(emp);
}

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