PBKDF2

PBKDF2 是一种简单的密码学密钥派生函数，可以抵抗字典攻击和彩虹表攻击。它以带有某种填充的多次迭代 HMAC 派生为基础。互联网标准 RFC 2898（PKCS #5）描述了 PBKDF2 算法。

PBKDF2 接受多个输入参数，并输出派生密钥：

key = pbkdf2(password, salt, iterations-count, hash-function, derived-key-len)

从技术上讲，PBKDF2 的输入数据包括：

• password——字节数组／字符串，例如“p@$Sw0rD~3”（建议最短长度为 8-10 个字符）
• salt——安全生成的随机字节，例如“df1f2d3f4d77ac66e9c5a6c3d8f921b6”（至少 64 位，建议 128 位）
• iterations-count，例如迭代 1024 次
• 用于计算 HMAC 的 hash-function，例如 SHA256
• 输出的 derived-key-len，例如 32 字节（256 位）

输出数据是指定长度的派生密钥（如 256 位）。

PBKDF2 与迭代次数

PBKDF2 允许配置迭代次数，从而控制派生密钥所需的时间。

• 较慢的密钥派生意味着更长的登录时间／更慢的解密等，同时对密码破解攻击具有更强的抵抗力。
• 较快的密钥派生意味着更短的登录时间／更快的解密等，同时对密码破解攻击的抵抗力更弱。
• PBKDF2 无法抵抗 GPU 攻击（使用显卡并行破解密码）和 ASIC 攻击（使用专用密码破解硬件）。这是开发更现代 KDF 函数的主要动机。

PBKDF2——示例

可在此处在线试用 PBKDF2 密钥派生：https://asecuritysite.com/encryption/PBKDF2z。

尝试增加迭代次数，观察它如何影响密钥派生速度。

在 Python 中计算 PBKDF2——示例

现在编写一些 Python 代码，使用 PBKDF2 算法从密码派生密钥。

首先，使用以下命令安装 Python 包 backports.pbkdf2：

pip install backports.pbkdf2

现在编写用于计算 PBKDF2 的 Python 代码：

import os, binascii
from backports.pbkdf2 import pbkdf2_hmac

salt = binascii.unhexlify('aaef2d3f4d77ac66e9c5a6c3d8f921d1')
passwd = "p@$Sw0rD~1".encode("utf8")
key = pbkdf2_hmac("sha256", passwd, salt, 50000, 32)
print("Derived key:", binascii.hexlify(key))

运行上面的代码示例：https://repl.it/@nakov/PBKDF2-in-Python。

PBKDF2 计算函数接受多个输入参数：HMAC 使用的哈希函数、密码（字节序列）、盐（字节序列）、迭代次数和输出密钥长度（派生密钥的字节数）。

上述代码执行的输出如下：

Derived key: b'52c5efa16e7022859051b1dec28bc65d9696a3005d0f97e506c42843bc3bdbc0'

尝试修改迭代次数，观察执行时间是否以及如何变化。

何时使用 PBKDF2？

如今，PBKDF2 被认为已经过时，安全性也低于现代 KDF 函数，因此建议改用 Bcrypt、Scrypt 或 Argon2。本节后续将详细介绍所有这些 KDF 函数。