Qual ' sa diferença entre PBKDF e SHA e por que usá-los juntos?

SHA-512 é um hash criptograficamente seguro , PBKDF2 é o que chamamos de função de derivação de chave baseada em senha. Se o segredo resultante não for usado como chave, mas como valor de hash, também é chamado de hash de senha . Os hashes de senha diferem dos hashes seguros no sentido de que contêm um salt e um fator de trabalho / contagem de iteração.

Os hashes criptográficos e os hashes de senha são funções unilaterais projetadas para criar uma saída curta e de tamanho fixo de um dada entrada. No caso do hash de senha, a entrada seria a senha e o sal. O tamanho do salt e a contagem de iteração são comumente considerados parâmetros de configuração; é claro que ambos influenciam a saída do hash da senha.

Os hashes de senha geralmente são construídos sobre funções pseudo-aleatórias ou PRFs. Uma forma usual de PRF é um código de autenticação de mensagem baseado em HMAC ou Hash, que por sua vez usa um hash internamente. Quando PRFs baseados em hash, como HMAC, são usados, o tipo / tamanho de hash usado geralmente é configurável. Hashes de senha, entretanto, não precisam de ser compilados usando hashes. Qualquer outro PRF, como os baseados em cifras simétricas, pode servir. bcrypt, por exemplo, é construído sobre Blowfish, uma cifra de bloco.

Os hashes de senha precisam de um sal para que senhas idênticas não sejam mapeadas para o mesmo hash. Portanto, eles também evitam tabelas de arco-íris (contendo senhas pré-calculadas / pares de hash) de serem úteis. Além disso, eles contêm um fator de trabalho / contagem de iteração para que um invasor precise realizar mais trabalho para calcular o hash de cada senha possível. Isso é necessário porque a maioria das senhas não são aleatórias o suficiente. Sem o fator de trabalho, o invasor seria capaz de testar uma grande quantidade de senhas possíveis usando força bruta ou um ataque de dicionário.

Comentários

• muito mais informações aqui … não ‘ não cabe no espaço de resposta.

Para parafrasear minha resposta a uma pergunta anterior , PBKDF2 é um algoritmo genérico de alto nível que chama internamente uma função pseudo-aleatória (PRF) para processar sua entrada. A especificação PBKDF2 não exige nenhum PRF em particular, então os implementadores são livres para escolher qualquer PRF que desejarem (desde que atenda à definição de um PRF seguro e possam aceitar a entrada fornecida pelo PBKDF2).

Por acaso, de longe a escolha mais comum de PRF para PBKDF2 é HMAC , que é outra construção de alto nível que usa internamente uma função hash criptográfica . Novamente, a especificação do HMAC não exige nenhuma função hash em particular, * portanto, os implementadores são livres para escolher qualquer hash que desejarem. Provavelmente, a escolha mais comum hoje é um da família de hashes SHA-2 , que inclui SHA-256 e SHA-512.

Portanto, “SHA512 dentro de PBKDF2” quase certamente significa que eles “estão usando PBKDF2 com HMAC como PRF e com SHA-512 como o hash dentro de HMAC. **

O que pode ser confuso é que, em um de relance, este PBKDF2-com-HMAC-com-SHA512 pode parecer que está fazendo algo muito semelhante ao SHA-512: ambos pegam uma senha arbitrária como entrada e a transformam em uma string de bits pseudo-aleatória a partir da qual a senha original não pode ser facilmente reconstruído.No entanto, existem várias diferenças, sendo as mais importantes que:

• SHA-512 é rápido. Muito rápido. PBKDF2 é deliberadamente lento para calcular e sua lentidão pode ser controlada ajustando o parâmetro de contagem de iteração.

• Como uma consequência direta de sua velocidade, SHA -512 sozinho é vulnerável a ataques de força bruta de adivinhação de senha usando software como hashcat , que simplesmente gera muitas senhas e faz o hash até encontrar uma que produza um hash correspondente . Uma única CPU moderna pode facilmente fazer hash de milhões de senhas por segundo, e as GPUs são ainda mais rápidas.

Além disso, existem algumas outras pequenas diferenças com a observação:

• PBKDF2 tem um parâmetro “salt”, que pode ser usado para garantir que as saídas sejam exclusivas, mesmo se as senhas de entrada não forem . (Usar um sal também impede ataques baseados em pré-computação, uma vez que o invasor não pode começar a fazer hash da senha adivinhada antes de conhecer o sal.) SHA-512 por si só não tem o conceito de um sal, embora um efeito equivalente possa ser obtido. prefixando o salt à senha.

• SHA-512 sempre produz uma saída de 512 bits (daí seu nome), embora você sempre possa truncá-la para um comprimento menor se você não precisa dos 512 bits completos. PBKDF2 pode, em princípio, produzir saída de qualquer comprimento, embora na prática use-o para gerar mais de uma saída hash interna equivalente bits não são recomendados .

^{*) A definição original do HMAC e as provas de segurança assumem efetivamente que a função hash usada é de um determinado tipo conhecido como função de hash Merkle – Damgård . Na verdade, todas as funções de hash criptográficas mais populares nas últimas décadas, incluindo a família SHA-2, foram desse tipo, portanto, essa limitação não tem sido um grande problema na prática. Isso pode estar mudando gradualmente com a padronização de SHA-3 (também conhecido como Keccak), que não um hash Merkle-Damgård, mas convenientemente, vem com sua própria declaração de segurança para HMAC-SHA3 .}

^{**) Isso é uma multa e escolha tradicional, na medida em que vai. Não é tão resistente a ataques baseados em GPU e outros ataques paralelos quanto os KDFs mais modernos, como scrypt ou Argon2 seria, mas ainda é muito melhor do que o simples hash não iterado. Dito isso, para avaliar adequadamente sua segurança, também precisaríamos saber a contagem de iterações usada para PBKDF2. Infelizmente, muitas implementações de PBKDF2 tendem a usar o antigo “mínimo recomendado” de 1000 iterações, o que é pouco mais que um redutor de velocidade hoje em dia. Pessoalmente, em uma CPU moderna, eu preferiria algo próximo a 1.000.000 ou 1.000.000.000 de iterações .}

Comentários

• Pergunta: O PBKDF2 é usado apenas para diminuir o número de suposições (se for força bruta)? Ou há outras especificações para se manter em mente?
• @NaveenNiraula : Além de desacelerar a suposição de força bruta, PBKDF2 tem o objetivo secundário de converter senhas de comprimento e formato arbitrários em bitstrings uniformemente pseudo-aleatórios. Mas apenas o hash simples pode fazer isso também. Além disso, o parâmetro salt permite derivar várias chaves distintas do mesmo senha e evita alguns ataques usando dicionários pré-computados como ” tabelas de arco-íris “. Mas, novamente, se você não o fez ‘ t precisa da proteção de adivinhação de força bruta de PBKDF2, você pode apenas usar HMAC simples para isso, ou mesmo apenas concatenar o salt com a senha antes de fazer o hash isso.