生成安全的加密令牌

Question

为了生成一个32个字符的API访问令牌，我们目前使用：

$token = md5(uniqid(mt_rand(), true));

我读到这种方法并不具备密码学安全性，因为它是基于系统时钟的，openssl_random_pseudo_bytes 将是更好的解决方案，因为它更难以预测。

如果是这样的话，那等效的代码会是什么样子呢？

我猜大概是这样，但我不知道是否正确...

$token = md5(openssl_random_pseudo_bytes(32));

还有什么长度是我应该传递给函数的有意义的呢？

- fire

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为什么要进行MD5处理呢？只需将字节流转换为十六进制：从openssl_random_pseudo_bytes()函数返回32个字节，使用bin2hex()函数将这些字节渲染成十六进制值，如PHP文档中所示的例子。 - Mark Baker

我只想要32个字符？我该怎么做？ - fire

md5() 生成32个字符的字符串，但其中只包含128位的数据。openssl_random_pseudo_bytes() 返回真正的二进制数据，因此具有32x8 = 256位的随机性。将32字节的随机字符串通过md5()处理，会使其独特性大大降低。 - Marc B

那么 $token = bin2hex(openssl_random_pseudo_bytes(16)); 足够了吗？还是我需要一个循环，进行 16 次迭代，将长度传递为 1 并以十六进制附加到字符串中？ - fire

16字节转换为十六进制的最终解决方案是正确的。但是在这里你真的不应该依赖OpenSSL #1 #2 #3。一旦你使用PHP 7.0或更高版本，就没有借口再使用它了。尝试使用Random::alphanumericString($length)，它可以将约20亿倍的“熵”装进这16个字符中。 - caw

Answer 1

以下是正确的解决方案：

$token = bin2hex(openssl_random_pseudo_bytes(16));

# or in php7
$token = bin2hex(random_bytes(16));

- fire

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我已经添加了另一个答案，介绍如何使用CryptoLib和openssl_random_pseudo_bytes生成唯一令牌。这样可以生成包含所有字符而不仅仅是0-9、A-F的令牌。 - mjsa

PHP 5.x 支持 random_bytes() 和 random_int() 函数的 random_compat 库 https://github.com/paragonie/random_compat - MTK

你可能还想使用 bin2hex(random_bytes($length/2))，因为每个字节可以有2个十六进制字符，所以字符数始终是 $length 的两倍，如果不使用此方法则不会达到这个效果。 - A Friend

@AFriend 同意。如果你想创建一个产生指定长度字符（而不是关心字节大小）的函数，你需要传递 random_bytes($length/2)。 - BadHorsie

Answer 2

如果您想使用openssl_random_pseudo_bytes函数，最好使用CrytoLib的实现，这将使您能够生成所有字母数字字符，将bin2hex应用于openssl_random_pseudo_bytes函数只会得到A-F（大写）和数字。

将path/to/替换为您放置cryptolib.php文件的位置（您可以在GitHub上找到它： https://github.com/IcyApril/CryptoLib）

<?php
  require_once('path/to/cryptolib.php');
  $token = IcyApril\CryptoLib::randomString(16);
?>

完整的CryptoLib文档可在以下网址获取：https://cryptolib.ju.je/。它包含许多其他随机方法，级联加密和哈希生成和验证; 但如果需要，它就在那里。

- mjsa

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对于相同数量的字节：openssl_random_pseudo_bytes(16) 每个字节可以有任何值（0-255），而 randomString(16) 每个字节只能是 a-z A-Z 0-9，即每个字节只有 62 种组合。是的，就字符串长度而言，randomString 更好，因为 bin2hex 是低效的编码方式（50%）；最好使用 base64_encode(openssl_random_pseudo_bytes(16)) 来获得更短的字符串和确切的已知字节数的安全性（在这种情况下为 16，但根据需要进行修改）。 - Rodney

请注意，Base64编码还会产生包含“+”、“/”和“=”字符的字符串，因此如果您想生成用户友好的令牌（例如API密钥），它并不理想。@Rodney - BadHorsie

Answer 3

如果你拥有一个具有密码学安全性的随机数生成器，你就不需要对其输出进行哈希。事实上，你不应该这样做。 只需使用

$token  = openssl_random_pseudo_bytes($BYTES,true)

其中$BYTES表示想要处理的字节数。MD5哈希长度为128位，所以只需要16个字节。

顺便说一句，在您原始代码中调用的所有函数都不是密码学安全的，大多数甚至足够有害，即使与其他安全函数组合使用也会存在不安全性。MD5存在安全问题（虽然对于此应用程序可能不相关）。默认情况下，uniqid不能生成密码学随机字节（因为它使用系统时钟），您传递的附加熵使用线性同余生成器进行组合，这不是密码学安全的。实际上，即使他们不知道服务器时钟的值，他们也可能猜测出您所有API密钥的值，只需访问其中几个即可。最后，mt_rand()，即您用作额外熵的功能，也不是安全的随机数生成器。

- imichaelmiers

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openssl_random_pseudo_bytes() 的第二个参数应该是一个通过引用传递的变量。在 openssl_random_pseudo_bytes() 执行后，如果 OpenSSL 能够使用加密强度足够的算法，则该变量的值为 true 或 false。它不是用来告诉 OpenSSL 使用加密强度足够的算法的，因为 OpenSSL 在任何情况下都会尝试这样做。 - Jonathan Amend

Answer 4

另一种选择是使用来自 ircmaxell 的 RandomLib（https://github.com/ircmaxell/RandomLib）

安装：composer require ircmaxell/random-lib

中等强度示例

$factory = new Factory();
$factory->getMediumStrengthGenerator()->generateString(32);

- MacroMan

Answer 5

可靠的密码只能由ASCII字符a-zA-Z和数字0-9组成。最好的方法是仅使用加密安全的方法，如PHP7中的random_int()或random_bytes()。其余函数如base64_encode()仅用作支持函数，以提高字符串的可靠性并将其更改为ASCII字符。

mt_rand()不安全且非常陈旧。 从任何字符串中，您必须使用random_int()。从二进制字符串中，您应该使用base64_encode()使二进制字符串可靠或bin2hex，但然后您只能将字节剪切到16个位置（值）。 查看我的这些函数的实现。它使用所有语言。

- Daro from Poland