聊一聊 Spring Security 密码加密方案

为什么要加密

2011 年 12 月 21 日，有人在网络上公开了一个包含 600 万个 CSDN 用户资料的数据库，数据全部为明文储存，包含用户名、密码以及注册邮箱。事件发生后 CSDN 在微博、官方网站等渠道发出了声明，解释说此数据库系 2009 年备份所用，因不明原因泄露，已经向警方报案，后又在官网发出了公开道歉信。在接下来的十多天里，金山、网易、京东、当当、新浪等多家公司被卷入到这次事件中。整个事件中最触目惊心的莫过于 CSDN 把用户密码明文存储，由于很多用户是多个网站共用一个密码，因此一个网站密码泄露就会造成很大的安全隐患。由于有了这么多前车之鉴，我们现在做系统时，密码都要加密处理。

这次泄密，也留下了一些有趣的事情，特别是对于广大程序员设置密码这一项。人们从 CSDN 泄密的文件中，发现了一些好玩的密码，例如如下这些：

• ppnn13%dkstFeb.1st 这段密码的中文解析是：娉娉袅袅十三余，豆蔻梢头二月初。
• csbt34.ydhl12s 这段密码的中文解析是：池上碧苔三四点，叶底黄鹂一两声
• …

等等不一而足，你会发现很多程序员的人文素养还是非常高的，让人啧啧称奇。

加密方案

密码加密我们一般会用到散列函数，又称散列算法、哈希函数，这是一种从任何数据中创建数字“指纹”的方法。散列函数把消息或数据压缩成摘要，使得数据量变小，将数据的格式固定下来，然后将数据打乱混合，重新创建一个散列值。散列值通常用一个短的随机字母和数字组成的字符串来代表。好的散列函数在输入域中很少出现散列冲突。在散列表和数据处理中，不抑制冲突来区别数据，会使得数据库记录更难找到。我们常用的散列函数有 MD5 消息摘要算法、安全散列算法（Secure Hash Algorithm）。

但是仅仅使用散列函数还不够，为了增加密码的安全性，一般在密码加密过程中还需要加盐，所谓的盐可以是一个随机数也可以是用户名，加盐之后，即使密码明文相同的用户生成的密码密文也不相同，这可以极大的提高密码的安全性。但是传统的加盐方式需要在数据库中有专门的字段来记录盐值，这个字段可能是用户名字段（因为用户名唯一），也可能是一个专门记录盐值的字段，这样的配置比较繁琐。

Spring Security 提供了多种密码加密方案，官方推荐使用 BCryptPasswordEncoder，BCryptPasswordEncoder 使用 BCrypt 强哈希函数，开发者在使用时可以选择提供 strength 和 SecureRandom 实例。strength 越大，密钥的迭代次数越多，密钥迭代次数为 2^strength。strength 取值在 4~31 之间，默认为 10。

不同于 Shiro 中需要自己处理密码加盐，在 Spring Security 中，BCryptPasswordEncoder 就自带了盐，处理起来非常方便。

实践

在 Spring Boot 中配置密码加密非常容易，只需要修改上文配置的 PasswordEncoder 这个 Bean 的实现即可，如下：

1
2
3
4

@Bean
PasswordEncoder passwordEncoder() {
return new BCryptPasswordEncoder(10);
}

创建 BCryptPasswordEncoder 时传入的参数 10 就是 strength，即密钥的迭代次数（也可以不配置，默认为 10）。同时，配置的内存用户的密码也不再是 123了，如下：

1
2
3
4
5
6
7
8

auth.inMemoryAuthentication()
.withUser("admin")
.password("$2a$10$RMuFXGQ5AtH4wOvkUqyvuecpqUSeoxZYqilXzbz50dceRsga.WYiq")
.roles("ADMIN", "USER")
.and()
.withUser("sang")
.password("$2a$10$eUHbAOMq4bpxTvOVz33LIehLe3fu6NwqC9tdOcxJXEhyZ4simqXTC")
.roles("USER");

这里的密码就是使用 BCryptPasswordEncoder 加密后的密码，虽然 admin 和 sang 加密后的密码不一样，但是明文都是 123。配置完成后，使用 admin/123 或者 sang/123 就可以实现登录。

本案例使用了配置在内存中的用户，一般情况下，用户信息是存储在数据库中的，因此需要在用户注册时对密码进行加密处理，如下：

1
2
3
4
5
6
7
8

@Service
public class RegService {
    public int reg(String username, String password) {
        BCryptPasswordEncoder encoder = new BCryptPasswordEncoder(10);
        String encodePasswod = encoder.encode(password);
        return saveToDb(username, encodePasswod);
    }
}

用户将密码从前端传来之后，通过调用 BCryptPasswordEncoder 实例中的 encode 方法对密码进行加密处理，加密完成后将密文存入数据库。

本文节选自松哥年初出版的《Spring Boot + Vue 全栈开发实战》第十章。