工作原理
密钥拉伸的核心思想是，对给定的密钥（例如用户密码）执行一系列操作，这些操作的设计目标是计算密集型且难以逆向。这通常涉及使用哈希函数、随机盐值和迭代次数。盐值是随机生成的额外数据，与密码一起使用，使得即使两个用户使用相同的密码，他们的最终密钥也会有所不同。迭代次数表示哈希函数执行的次数。通过增加迭代次数，可以显著增加破解密钥所需的时间和计算量。
常见技术
- PBKDF2 (Password-Based Key Derivation Function 2)： PBKDF2是一种常用的密钥拉伸算法，基于 HMAC-SHA1 或 HMAC-SHA256 等哈希函数。它使用密码、盐值和迭代次数作为输入，生成派生密钥。PBKDF2 易于实现，并被广泛应用于密码存储和密钥导出。
- bcrypt： bcrypt 是一种基于 Blowfish 密码的密钥拉伸算法，它结合了哈希函数、盐值和自适应计算代价。bcrypt 的设计目标是使得计算成本可调，从而适应硬件性能的提升。这使得攻击者难以通过并行计算来加速破解过程。
- scrypt： scrypt 是一种相对较新的密钥拉伸算法，设计用于抵抗硬件加速攻击，例如 ASIC 攻击。它使用了内存密集型计算，使得攻击者难以使用专门的硬件来加速破解过程。scrypt 提供了更高的安全性，但计算成本也相对较高。
安全性优势
密钥拉伸技术的主要优势在于增加破解密钥的难度。即使攻击者获取了加密密钥的哈希值，也需要大量的计算资源和时间才能尝试破解原始密钥。这种延缓攻击的能力对于防御暴力破解攻击至关重要。通过调整迭代次数，可以根据系统的安全需求和计算资源进行权衡，从而在安全性和性能之间找到平衡点。
应用场景
密钥拉伸技术广泛应用于以下场景：
- 密码存储： 在数据库中存储用户密码时，应该使用密钥拉伸算法，例如 bcrypt 或 scrypt，将密码哈希化，并使用盐值。
- 密钥导出： 从用户提供的密码或通行短语中生成加密密钥，用于加密文件、数据或通信。
- 加密货币： 某些加密货币使用密钥拉伸技术来保护钱包密码，防止未经授权的访问。
结论
密钥拉伸是增强密码和其他密钥安全性的关键技术。通过使用 PBKDF2、bcrypt、scrypt 等算法，并结合盐值和迭代次数，可以有效地抵抗暴力破解攻击和其他类型的密码攻击。正确实施密钥拉伸对于保护敏感数据至关重要，尤其是在密码存储和密钥导出等场景中。选择合适的密钥拉伸算法和调整其参数（例如迭代次数）应根据安全需求和计算资源进行评估。