bcrypt란
1999년에 Niels Provos와 David Mazieres가 발표한 가장 강력한 단방향 비밀번호 해시 매커니즘 중 하나이다. C, C++, C#, Go, Java, PHP, Perl, Python, Ruby등의 언어를 지원한다.
단방향 해시 함수
단방향 해시 함수는 수학적인 연산을 통해 원본 메세지를 변환하여 암호화된 메세지인 digest를 생성한다. 이 방식으로 암호화된 digest는 다시 평문으로 볼 수 없다.
하지만 위와같은 단방향 해시 알고리즘은 다음과 같은 문제점이 있다.
1. 동일한 메세지가 동일한 digest를 생성하는 경우. 즉, 똑같은 비밀번호가 똑같은 해시값을 생성하는 경우
비밀번호별로 해당 digest(해시값)을 미리 저장한 테이블을 만들어 원본 비밀번호를 역추적하여 사용자의 비밀번호를 알아 낼 수 있다. 이와 같은 digest 목록을 담고 있는 테이블을 rainbow table이라고 하고 이 공격 방식을 rainbow attack이라고 한다.
2. 해시 함수의 빠른 처리 속도
사실 해시 함수는 짧은 시간에 데이터를 검색하기 위해 설계된 것이다. 따라서 공격자가 마음만 먹으면 임의의 digest를 대량으로 생성하여 사용자의 암호가 해시된 digest와 빠른 속도로 비교하여 원래의 비밀번호를 알아낼 수 있다.
솔팅 & 키 스트레칭
위와 같은 해시 함수들의 단점들을 보완하기 위해 솔팅(salting)이라는 기법과 키 스트레칭(key stretching) 기법이 사용된다.
솔팅
단방향 해시 함수에서 추가적으로 임의 길이의 문자열을 생성하여 digest를 생성한느 방법을 솔팅이라고 한다.
원래 비밀번호인 redfl0wer를 알아내더라고 솔팅된 digest를 대상으로 패스워드 일치 여부를 확인하기 어렵다.
일반적으로 모든 비밀번호가 랜덤한 고유의 솔트값을 가지고, 솔트값의 길이는 32 바이트 이상이어야 솔트와 digest를 추측하기 어렵다고 한다.
키 스트레칭
입력한 비밀번호의 digest를 생성하고, 생성된 digest를 입력 값으로 다시 digest를 계속 반복 생성하는 방법이다. 이 방법을 사용하면 공격자가 입력한 패스워드를 동일한 횟수만큼 해시해야만 digest의 일치 여부를 확인할 수 있다.
아래에 password 목록은 프로젝트때 임의로 생성한 가짜 사용자의 비밀번호 digest 값들이다. 앞부분에 공통적인 특성을 가지고 있다.
- $2b는 bcrypt의 버전정보이다.
- $12는 12 round를 의미하며 2^12번 만큼 키 스트레칭을 돌린 것이다.
- 나머지 부분은 salt + 암호문으로 구성되어 있다.
그 외
bcrypt를 제외한 비밀번호 단방향 해시 알고리즘의 종류는 다음과 같다.
1. PBKDF2(Password-Based Key Derivation Function)
PBKDF2는 NIST(National Institute of Standards and Technology, 미국표준기술연구소)에 의해서 승인된 알고리즘이고, 미국 정부 시스템에서도 사용자 패스워드의 암호화된 digest를 생성할 때 사용한다.
- 해쉬 컨테이너 알고리즘
- 사람이 기억할 수 있는 암호 기반으로 랜덤키 생성
- 입력한 암호 기반으로 salt를 추가 정해진 횟수 만큼 해시 수행
- 가볍고 구현하기 쉽다는 장점이 있고 검증된 해시 함수만을 사용한다
공식 문서에 따르면 장고의 비밀번호 암호화 알고리즘은 기본적으로 PBKDF2를 사용한다고 한다.
2. scrypt
PBKDF2와 유사한 Adaptive Key Derivation Function이며 Colin Percival이 2012년 9월 17일에 설계되었다. 다른 해시 알고리즘에 비해 많은 양의 메모리를 요구하지만 그만큼 더 성능이 좋다고 평가받는다.
정리하자면,
- 가장 전통적이고 공인된 기준의 단방향 해시 알고리즘은 PBKDF2
- 보다 더 강력한 패스워드 digest를 사용하고 싶다면 bcrypt
- 그것보다 더 강력한 알고리즘이 필요한 민감한 시스템을 개발하고 있고 비용 문제가 전혀 없다면 scrpyt
