寫在前面：加密和簽名是兩回事，加密的目的是防止信息泄露，簽名的目的是防止篡改和偽造
MD5、SHA-1、SHA-256、HMAC-SHA256等屬于哈希算法，計算數字摘要，不可逆，有碰撞
DES、AES、RSA等屬于加密算法，對數據進行加解密，可逆
MD5簽名
MD5簽名通常先按照一定規則排列待簽名數據，進行加鹽（拼key），然后使用MD5摘要算法計算摘要，得到的散列值即為sign
MD5驗簽即按照相同的規則排列待簽名數據，使用相同的key，然后使用MD5摘要算法計算摘要，對比自己得到的sign值和對方傳過來的sign值是否相等
參考資料：MD5算法原理
MD5簽名的優點
- 運行速度快
- 任意長度的數據，算出的MD5值長度都是固定的（128bit，即32位16進制數）
MD5簽名的缺點
MD5作為一種散列算法，雖然很難發生散列碰撞，但是仍然存在兩種不同數據會發生碰撞
MD5碰撞
已知明文A，可以計算得到另一個明文B和A的MD5值相同，但是并不能保證B是一段有意義的文字
未知明文A，已知MD5值X，無法計算得到明文A
MD5破解方法（MD5值反推明文）
暴力枚舉、字典法、彩虹表法（對字典表的優化）
參考資料：MD5破解方法
MD5算法已不那么不安全
- MD5不應該被用于軟件/文件完整性的校驗
- MD5不應該被用于數字證書
- 禁止將密碼等敏感信息直接MD5后存儲，必須加鹽
- MD5作為接口參數的簽名算法，拼的key必須嚴格保密，所以不適合做提供給外公司調用的接口的簽名算法
- MD5作為接口參數的簽名算法，key一般拼接在待簽名數據的后面，可能會被暴力枚舉法攻擊得到key，所以key不能太簡單
什么情況下適合用MD5作為簽名算法？
- 提供給公司內部調用，但是又有一定安全性要求的接口。比如閱餅贈送接口、支付寶單筆轉賬接口等，有wiki查詢權限的人就可以手工調用
- 對性能要求比較高，又有一定安全性要求的接口
SHA-1算法
網上的這篇文章說的比較清楚：SHA1算法原理
SHA-1算法已不那么不安全
SHA-1一般被應用于數字證書的簽名哈希算法，或者RSA簽名中的哈希算法
經過權威機構證實，sha1算法的不安全性越來越高，sha指紋造假成本越來越低，隨即微軟、谷歌等IT巨頭相繼發布棄用sha1哈希算法聲明，第三方認證機構自2016年1月1日起，將全面停止簽發SHA1算法的數字證書。
SHA-256算法
網上的這篇文章說的比較清楚：SHA256算法原理
小tips
SHA-1算法和SHA-256算法并不是近親，SHA-256算法屬于SHA-2算法。SHA-1是160位的哈希值，而SHA-2是組合值，有不同的位數，SHA-256就是256位的SHA-2。SHA-1算法和MD5算法都是由MD4算法導出，所以這倆是近親。
SHA-256算法的應用
- 數字證書的簽名算法，替代SHA-1
- 比特幣，區塊鏈
- RSA簽名中使用的哈希算法
MD5、SHA-1、SHA-256比較
- 速度：MD5>SHA-1>SHA-256
- 安全性：MD5<SHA-1<<SHA-256
- 哈希值長度：MD5(128bit)<SHA-1(160bit)<SHA-256(256bit)
什么情況下適合用SHA-256作為簽名算法？
- SHA-256做簽名仍然需要加鹽（拼key），所以適合內部使用
- 時間消耗大約是MD5的1.5倍到2倍，CPU負載也更高，在性能要求不高的情況下代替MD5
慢哈希bcrypt
顧名思義，慢哈希就是很慢，主要為了防止暴力破解。由于慢，通常都用在客戶端或者對性能沒什么要求的場景
加鹽
隨機鹽還是固定鹽？
- 固定鹽就是所有的密碼使用統一的salt，放在代碼里，salt需要有一定復雜度
- 隨機鹽可以使用用戶的一個唯一的、必有的、不可更改的屬性來生成鹽，需要同樣存到庫里，但是可以分開存儲
固定鹽的缺點
- 會被黑客找到弱密碼：統計哪些哈希值出現的頻率較高，哪些就是弱密碼
- 有可能被彩虹表破解
加鹽的方式
業內通用的一般是MD5(MD5(password)+salt)或SHA256(SHA256(password)+salt)
服務端加鹽
客戶端進行SHA256(password)，并傳輸給服務端，服務端進行SHA256(SHA256(password)+salt)
- 更安全的方式是同時使用https
- 更更安全的方式可以參考擴展閱讀中的“即使被拖庫，也可以保證密碼不泄露”
“弱密碼”究竟安不安全？為什么現在的支付密碼普遍是六位數字？
- 復雜的密碼用戶容易忘記
- 首先要登錄才允許支付
- 其他安全手段，比如：綁定手機號，綁定設備，在設備更換時發送驗證碼
- 有限的允許錯誤次數
擴展閱讀
RSA簽名
RSA簽名過程
- 按照一定規則排列待簽名數據得到待簽名字符串
- 使用MD5、SHA-1、SHA-256（推薦）等哈希算法計算出待簽名字符串的摘要
- 對摘要使用私鑰加密
RSA驗簽過程
- 對簽名進行公鑰解密，得到摘要
- 按照一定規則排列待簽名數據得到待簽名字符串
- 使用約定的哈希算法計算出待簽名字符串的摘要
- 比較兩個摘要是否相同
RSA簽名的優點
- 安全性高
- 使用非對稱加密，有助于對密鑰的保護
RSA簽名的缺點
慢
什么情況下適合用RSA簽名算法？
- 性能要求不高但安全性要求高
- 給其他公司的接口
- 服務端和客戶端之間的接口
ps:小數據如果既要加密又要簽名，可以直接使用RSA私鑰加密整個數據，接收方公鑰解密，不做簽名
拼接待簽名字符串的一些問題
- 當url中和body中有一個相同的參數但是其值不同，驗簽和實際使用的參數可能不一致，產生漏洞
- 約定只使用get或post的參數
- 驗簽放在取值之后，用實際取到的參數拼接待簽名字符串
- k，v不放到字典中，而是先拼接成k=v，然后放到set中
- 若存在兩個接口，參數相同，簽名key也相同，可以直接拿A接口的參數去請求B接口，產生漏洞
- 定一個比如叫service_name的參數，來約定接口名稱，參與簽名
- 將接口url以一定的規則參與到簽名中
- 指定哪些參數需要參與簽名
- 不靈活，比如接口請求增加需要參與簽名的參數要改動簽名的邏輯，返回增加需要參與簽名的參數需要通知所有調用方
- 指定哪些參數不需要參與簽名
- 通常不需要參與簽名的參數比較固定，例如sign_type
- 使用MD5作為簽名算法時，可能會被雜湊攻擊
簽名無法防止重放攻擊
比如贈送代金券的接口，拿到一個真實請求以后重復調用。
解決方案：
- 增加時間戳字段（需參與簽名），保存X時間的請求驗證是否重復，時間戳超過X時間則認為請求無效
- 由業務來保證，增加一個唯一的流水號，不重復贈送
算法速度比較
環境：本地 window10 i5-6300U
語言：java
文本：漢字，length770
字符集:utf-8
-
循環計算10000次，一共執行10次，取平均毫秒數
- md5:128
- sha1:158
- sha256:218
-
循環計算1000次，一共執行10次，取平均毫秒數
- rsa-1024-sha1:879
- rsa-1024-sha256:987
- rsa-2048-sha256:4309
