ハッシュ関数について/password

ハッシュ関数はログイン機能を実装する場合などに利用します。ユーザから入力されたパスワードをそのまま生データとしてデータベースに登録してしまうと、万が一データが漏洩した場合に、そのパスワードが悪用されてしまう恐れがあります。そこで、ハッシュ関数の非可逆処理の性質を利用します。

関連ページ（姉妹ブログ）

『Webセキュリティ教室』/セキュリティの境界を巡って

入力したデータ（「メッセージ」と呼びます）をハッシュ関数に通して生成された値をハッシュ値と呼びます。そのハッシュ値から元のデータを復元することが難しいことから（※下記のpassword_hash()の項目参照）、ユーザからの入力値をこのハッシュ値に変換してデータベースに登録していきます。

hash

また、あるドキュメントファイルのハッシュ値を比べることによって、そのファイルが本物であるかどうかを判定することもできます。ファイルが改ざんされたりなどして、少しでもファイルのデータが違うとハッシュ値も変わってくるからです。このようにしてデータの同一性を認識することを、正真性または完全性（Data integrity）と呼びます。

参照ページ（姉妹ブログ）

Bitcon2.0系サービス「Proof of Existence」の存在証明について調べてみたこと

ハッシュ関数の特徴

ハッシュ値は元のデータの大小に関わらず、一定の長さの文字列として出力されます。また、ハッシュ関数においてキーワードとなるのが、計算量とソルトです。

ソルトはデータをハッシュ化する際に付加される文字列です。たんに入力されたデータ（メッセージ）からハッシュ値を生成するよりも、ハッシュ値を生成する都度に、メッセージにソルトを付け加えていくと更に安全性が増していきます。

また計算量が多くなれば、ブルートフォース攻撃（総当たり攻撃）を防ぐことができます。つまり、計算コストが多くなるということです。

password_hash()関数

パスワードのハッシュ化は、ハッシュ関数であるpassword_hash()が推奨されています（PHP5.5以上）。

ちなみにsha1()やmad5()は、同じハッシュ値を持つメッセージを２つ作り出せる攻撃がすでに可能となっています。よって効率性を求めたハッシュ処理の際には利用されますが、パスワード処理に関しては推奨されていません。

<?php
$message = "ウェブの葉";
$hash =  password_hash($message, PASSWORD_DEFAULT);
echo $hash;

<?php

$message = "ウェブの葉";

$hash = password_hash($message, PASSWORD_DEFAULT);

echo $hash;

このpassword_hash()関数において、ソルトの指定はPHP7以上において非推奨となっています。デフォルトのままでもソルトは自動で生成され、上記のコードをブラウザで表示させると画面をリロードするたびにハッシュ値が変化するのが分かります。

上記のコードではコストはデフォルトでは10に設定されていますが、以下のように第三引数にコストを指定することができます。

<?php
$options = [
    'cost' => 15,
];
$message = "ウェブの葉";
$hash =  password_hash($message, PASSWORD_DEFAULT,$options);
echo $hash;

<?php

$options = [

'cost' => 15,

];

$message = "ウェブの葉";

$hash = password_hash($message, PASSWORD_DEFAULT,$options);

echo $hash;

また現時点において、このpassword_hash()関数には、BCrypt(Blowfish暗号)と呼ばれるアルゴリズムが採用されています。つまり第二引数のPASSWORD_DEFAULTをPASSWORD_BCRYPTに変えてもこのBCryptによるハッシュ値が生成されます。もし将来、BCryptよりも最適なハッシュ化のためのアルゴリズムが見つかれば、PHPのバージョンアップと共にpassword_hash()関数のデフォルトに採用される可能性があるということです。

password_verify()

password_hash()関数によって生成されたハッシュ値を検証する時に利用するのが、password_verify()関数です。

<?php
$message = "ウェブの葉";
$hash =  password_hash($message, PASSWORD_DEFAULT);

if (password_verify("ウェブの葉", $hash)) {
    echo 'Password is valid!';
} else {
    echo 'Invalid password.';
}