在密码加密存储中，常用的方案包括 MD5、SHA-256 等哈希算法，同时结合一些额外的技术如加盐（Salt）和多次哈希来提高安全性。下面逐步介绍常见的密码加密存储方案、算法之间的区别、以及如何安全存储密码。

1. 基本的哈希算法：MD5 与 SHA-256

1.1 MD5（Message Digest Algorithm 5）

• 特点：MD5 是一种生成 128 位（16 字节）哈希值的算法。它的速度快，效率高，但因其已被破解，不再适合用于安全密码存储。
• 缺点：
  • 碰撞攻击（Collision Attack）：攻击者可以通过找到不同的输入数据生成相同的哈希值，破坏哈希算法的唯一性。
  • 彩虹表攻击：彩虹表是一种预计算的哈希值查找表，攻击者可以通过查表快速获取对应明文密码。

1.2 SHA-256（Secure Hash Algorithm 256-bit）

• 特点：SHA-256 是 SHA-2 系列中的一种，生成 256 位（32 字节）哈希值，安全性较高。相比 MD5，SHA-256 的输出更长，不易被破解。
• 优点：
  • 抗碰撞性强：目前还没有有效的碰撞攻击方法，安全性高。
  • 长度更长：256 位的哈希值意味着搜索空间大幅增加，使得攻击更加困难。
• 缺点：单独使用 SHA-256 进行加密存储仍然存在风险（如彩虹表攻击），需要结合其他方法增强安全性。

2. 加盐（Salt）与多次哈希

单独使用 MD5 或 SHA-256 对密码进行加密存储存在一定风险，因此需要使用加盐（Salt）和多次哈希来提高安全性。

2.1 加盐（Salt）

• 概念：加盐是指在密码的基础上添加一个随机的字符串（Salt），然后再进行哈希计算。加盐后的密码哈希值即使密码相同，不同用户的哈希结果也不同。
• 优点：
  • 防止彩虹表攻击：加盐会生成唯一的哈希值，使得预计算的彩虹表无效。
  • 增加破解难度：即使攻击者获取了数据库中的密码哈希值和盐值，仍然需要对每一个哈希值分别进行破解。
• 示例：
  1. 用户密码：password123
  2. 随机盐值：xyz456
  3. 哈希计算：hash(password123 + xyz456)

2.2 多次哈希（Key Stretching）

• 概念：多次哈希是指对加盐后的密码进行多次（如数千、数万次）哈希计算，以增加破解的时间成本。常见的实现方式是通过循环多次调用哈希算法。
• 优点：
  • 增加破解时间：通过多次哈希，即使攻击者拥有大量计算资源，也需要花费更多时间来破解。
• 示例：使用 1000 次 SHA-256：
  1. 哈希 1：hash(password123 + xyz456)
  2. 哈希 2：hash(hash1)
  3. ……依此类推进行 1000 次哈希。

3. 更高级的密码存储算法：PBKDF2、bcrypt、scrypt

为了增强密码存储的安全性，除了 MD5 和 SHA-256 之外，常用的还有专门用于密码存储的哈希算法：

3.1 PBKDF2（Password-Based Key Derivation Function 2）

• 特点：PBKDF2 是一种基于密码的密钥派生函数，通过重复哈希并结合加盐生成密钥，适合密码存储。
• 优点：
  • 可配置的哈希迭代次数：可以配置迭代次数（如 1000 次、10000 次等），增加破解难度。
  • 常用于密码存储和加密密钥生成。
• 应用场景：许多现代密码存储系统和加密库使用 PBKDF2，如 JWT（JSON Web Tokens）的密钥生成。

3.2 bcrypt

• 特点：bcrypt 是专门设计用于密码存储的哈希算法，基于 Blowfish 加密算法，支持加盐和多次哈希。bcrypt 的强度可以通过配置参数增加。
• 优点：
  • 内置加盐：bcrypt 自动为每个密码生成唯一的盐值。
  • 自适应安全性：bcrypt 可以根据计算资源提升调整哈希强度（增加迭代次数）。
• 应用场景：常用于 Web 应用的密码存储，如 Ruby on Rails、Django 等框架中默认使用 bcrypt。

3.3 scrypt

• 特点：scrypt 是一种为密码哈希设计的算法，强调使用大量内存资源以增加破解难度，特别是防止专用硬件（如 FPGA 或 ASIC）加速破解。
• 优点：
  • 抗硬件破解：通过占用大量内存资源，减少硬件加速破解的可能性。
  • 适用于密码存储，以及需要高度安全的场景。
• 应用场景：scrypt 在密码存储、文件加密和区块链（如 Litecoin）中应用广泛。

4. 如何安全存储密码

为了实现安全的密码存储，建议遵循以下流程：

1. 使用强哈希算法：

   • 不要使用已被证明不安全的 MD5，推荐使用 SHA-256 及以上安全性算法。
   • 最好使用 bcrypt、PBKDF2 或 scrypt 这种专为密码存储设计的算法。

2. 加盐处理：

   • 为每个用户密码生成一个随机的盐值，并将盐值和哈希结果一起存储。
   • 避免使用固定的盐值或无盐密码存储。

3. 多次哈希（Key Stretching）：

   • 使用算法的内置功能或手动多次进行哈希运算，以增加破解的计算复杂度。

4. 及时更新密码存储方案：

   • 随着计算能力的提升，过去认为安全的算法可能会变得不再可靠。定期审查和更新密码存储方案。

5. 加密传输：

   • 密码应通过 HTTPS 等加密协议传输，避免明文传输密码。

5. 区别与总结

• MD5 和 SHA-256 是基础哈希算法，但单独使用不适合密码存储。
• bcrypt、PBKDF2、scrypt 是专为密码存储设计的更安全的方案，推荐使用。
• 应该通过加盐和多次哈希来增加密码存储的安全性。