PROSAGA码农传奇-逆向破解-为什么无法逆转加密哈希？

MD5设计为在密码上不可逆。在这种情况下，最重要的属性是在计算上找不到散列的反向项是不可行的，但是很容易找到任何数据的散列。例如，让我们考虑仅对数字进行运算（毕竟，二进制文件可以解释为非常长的数字）。

假设我们有数字“ 7”，并且我们想取其哈希值。作为哈希函数，我们尝试的第一件事可能是“乘以2”。正如我们将看到的那样，这不是一个很好的哈希函数，但是我们将尝试使用它来说明一点。在这种情况下，数字的哈希将为“ 14”。那很容易计算。但是现在，如果我们看一下逆转它有多么困难，我们发现它也同样容易！给定任何哈希，我们可以将其除以2得到原始数！这不是一个很好的哈希，因为哈希的全部要点在于，计算逆比计算哈希要困难得多（这在至少某些情况下是最重要的属性）。

现在，让我们尝试另一个哈希。对于这一点，我将不得不介绍时钟算法的思想。在时钟上，没有无数个数字。实际上，它只是从0变为11（请记住，时钟上的0和12相同）。因此，如果您将11加1，您将得到零。您可以将乘法，加法和求幂的思想扩展到一个时钟。例如，8 + 7 = 15，但是时钟上的15实际上只是3！因此，在时钟上，您会说8 + 7 = 3！6 * 6 = 36，但在时钟上，36 = 0！所以6 * 6 = 0！现在，对于权力的概念，您可以做同样的事情。2 ^ 4 = 16，但是16只是4。所以2 ^ 4 = 4！现在，这是它与哈希关联的方式。我们如何尝试哈希函数f（x）= 5 ^ x，但采用时钟算法。如您所见，这将导致一些有趣的结果。让我们尝试像以前一样取7的哈希值。

我们看到5 ^ 7 = 78125，但是在时钟上，只有5个（如果进行数学计算，您会发现我们已经将时钟全天包裹了6510次）。因此我们得到f（7）= 5。现在的问题是，如果我告诉您我的号码的哈希值为5，您是否能够确定我的号码为7？那么，它实际上是非常难计算在一般情况下，这个函数的反函数。很多人比我聪明证明，在某些情况下，扭转这种功能的方式不是向前计算更难。（编辑：尼莫（Nemo）指出，这实际上尚未得到“证明”；实际上，您得到的唯一保证是，许多聪明人都花了很长时间尝试找到一种简便的方法，而没有他们成功了。） 逆转此操作的问题称为“ 离散对数问题 ”。查找更多深度覆盖。至少这是一个好的哈希函数的开始。

使用现实世界中的哈希函数，其思想基本相同：您会发现一些难以逆转的函数。比我聪明的人设计了MD5和其他哈希值，以使它们难以逆转。

现在，也许早些时候您就想到了这种想法：“计算逆数会很容易！我只是对每个数字进行哈希处理，直到找到匹配的数字！” 现在，对于数字都小于十二的情况，这将是可行的。但是对于真实世界的哈希函数的模拟，可以想象所有涉及的数字都是巨大的。这个想法是，为这些大数字计算散列函数仍然相对容易，但是搜索所有可能的输入变得更加困难。但是，您偶然发现的仍然是一个非常重要的想法：在输入空间中搜索将提供匹配输出的输入。Rainbow表是该概念的一个更复杂的变体，它以巧妙的方式使用输入-输出对的预先计算的表，以便可以快速搜索大量可能的输入。

现在，假设您正在使用哈希函数将密码存储在计算机上。这个想法是这样的：计算机只存储正确密码的哈希值。当用户尝试登录时，您将输入密码的哈希值与正确密码的哈希值进行比较。如果它们匹配，则假定用户具有正确的密码。之所以具有优势，是因为如果有人窃取了您的计算机，他们仍然无权访问您的密码，而仅是密码的哈希值。由于哈希功能是聪明人设计的，很难做到相反，因此他们无法轻松地从中检索密码。

攻击者的最佳选择是蛮力攻击，他们尝试一堆密码。就像您可能在上一个问题中尝试输入小于12的数字一样，攻击者可能会尝试由长度小于7个字符的数字和字母组成的所有密码，或字典中显示的所有单词。这里最重要的是，他不能尝试所有可能的密码，因为有太多的可能的16个字符的密码，例如，曾经试验。因此，重点在于，攻击者必须限制他测试的可能密码，否则，他甚至永远不会检查一小部分密码。

现在，关于盐，这个想法是这样的：如果两个用户使用相同的密码怎么办？它们将具有相同的哈希值。如果您考虑一下，攻击者实际上不必单独破解每个用户的密码。他只需输入所有可能的输入密码，然后将哈希与所有哈希进行比较。如果它与其中之一匹配，则他找到了一个新密码。我们真正想强迫他做的是为每个他想检查的用户名和密码组合。这就是“撒盐”的想法，即您使每个用户的哈希函数略有不同，因此他不能为所有用户重复使用一组预先计算的值。最简单的方法是在进行哈希处理之前，在每个用户的密码上添加一些随机字符串，其中每个用户的随机字符串都不同。因此，例如，如果我的密码是“ shittypassword”，则我的哈希值可能会显示为MD5（“ 6n93nshittypassword”），如果您的密码是“ shittypassword”，则您的哈希值可能会显示为MD5（“ fa9elshittypassword”）。这一点“ fa9el”称为“盐”，对于每个用户而言，它都是不同的。例如，我的盐是“ 6n93n”。现在，密码上的这一点也同样存储在计算机上。当您尝试使用密码X登录时，计算机仅可以计算MD5（“ fa9el” + X）并查看其是否与存储的哈希匹配。

因此，登录的基本机制保持不变，但是对于攻击者而言，他们现在面临着更为艰巨的挑战：他们不仅面临着MD5哈希列表，还面临着MD5总计和盐清单。它们本质上有两个选择：

他们可以忽略哈希值已加盐的事实，并尝试按原样使用其查找表破解密码。但是，实际上减少了他们破解密码的机会。例如，即使“ shittypassword”在其要检查的输入列表中，也很可能没有“ fa9elshittypassword”。为了获得以前破解密码的可能性的很小百分比，他们需要测试更多数量级的可能密码。

他们可以基于每个用户重新计算哈希值。因此，他们不是为每个用户X计算MD5（passwordguess），而是计算MD5（Salt_of_user_X + passwordguess）。这不仅迫使他们为他们想要破解的每个用户计算一个新的哈希，而且最重要的是，这阻止了他们使用预先计算的表（例如，彩虹表），因为他们不知道什么。 Salt_of_user_X已经存在，因此他们无法预先计算要测试的哈希。

因此，基本上，如果他们尝试使用预先计算的表，则使用盐有效地增加了他们为破解密码而必须测试的可能输入，即使他们未使用预先计算的表，也仍然会使它们变慢因数N，其中N是要存储的密码数。

希望这能回答您的所有问题。