核心函数：`wp_verify_password`的密码哈希算法与安全性 - 智猿学院-前后端，数据库，人工智能，云计算等领域前沿技术讲座

WordPress 密码哈希：`wp_verify_password` 的深入剖析

各位来宾，大家好。今天我们来深入探讨 WordPress 中密码哈希的核心函数：wp_verify_password。了解其密码哈希算法，以及安全性，对于构建安全的 WordPress 站点至关重要。我们将从密码存储的基础概念开始，逐步深入到具体的代码实现和安全考量。

1. 密码存储的必要性与基本原则

在任何Web应用中，直接存储用户密码的明文是极其危险的行为。一旦数据库泄露，所有用户的密码都将暴露。因此，我们需要对密码进行哈希处理。

哈希函数具有以下特性：

单向性： 容易计算哈希值，但难以从哈希值反推出原始密码。
确定性： 相同的输入始终产生相同的输出。
抗碰撞性： 找到两个不同的输入产生相同哈希值的概率极低。

然而，仅仅使用简单的哈希函数（如 MD5 或 SHA1）仍然存在安全风险。攻击者可以使用预计算的彩虹表或暴力破解来破解这些哈希值。因此，现代密码哈希方案通常会结合加盐（Salt）和密钥拉伸（Key Stretching）技术。

加盐： 在密码哈希之前，先为每个密码生成一个随机字符串（盐），然后将盐与密码组合在一起进行哈希。这可以防止攻击者使用预计算的彩虹表。
密钥拉伸： 多次迭代哈希函数，增加破解的计算成本。

2. WordPress 密码哈希算法的演变

WordPress 的密码哈希算法经历了多次演变，以适应不断变化的安全威胁。

早期版本： 使用简单的 MD5 哈希。安全性极低，容易被破解。
后来版本： 引入了加盐的 MD5 哈希。安全性有所提升，但仍然存在风险。
最新版本： 使用 bcrypt 哈希算法。bcrypt 是一种自适应的密钥拉伸算法，安全性较高。

3. wp_hash_password 函数：密码哈希的过程

wp_hash_password 函数负责对用户密码进行哈希处理。以下是该函数的简化流程：

检查是否需要升级哈希算法： 如果用户的密码哈希算法不是最新的 bcrypt，则需要升级。
生成盐： 为密码生成一个随机盐。
使用 bcrypt 哈希密码： 使用 bcrypt 算法将盐和密码组合在一起进行哈希。
返回哈希值： 返回包含哈希算法类型、盐和哈希值的字符串。

wp_hash_password 函数的实现细节（简化）：

function wp_hash_password( $password ) {
    global $wp_hasher;

    if ( ! is_object( $wp_hasher ) || ! is_a( $wp_hasher, 'PasswordHash' ) ) {
        require_once ABSPATH . WPINC . '/class-phpass.php';
        $wp_hasher = new PasswordHash( 8, true ); // 8 是 bcrypt 的 cost 参数
    }

    return $wp_hasher->HashPassword( $password );
}

这段代码展示了 WordPress 如何使用 PasswordHash 类（来自 phpass 库）来进行 bcrypt 哈希。PasswordHash 类负责生成盐、迭代哈希以及格式化输出。cost 参数（这里是 8）控制着 bcrypt 的迭代次数，数值越大，安全性越高，但计算成本也越高。

4. wp_check_password 函数：验证密码的正确性

wp_check_password 函数用于验证用户输入的密码是否与数据库中存储的哈希值匹配。以下是该函数的简化流程：

提取哈希算法类型、盐和哈希值： 从数据库中存储的哈希值字符串中提取这些信息。
使用相同的哈希算法对用户输入的密码进行哈希： 使用与存储哈希值相同的算法，将用户输入的密码和盐组合在一起进行哈希。
比较哈希值： 将计算出的哈希值与数据库中存储的哈希值进行比较。如果匹配，则密码正确。
如果需要升级哈希算法，则重新哈希密码并更新数据库： 如果用户的密码哈希算法不是最新的 bcrypt，则使用 bcrypt 重新哈希密码，并更新数据库。

wp_check_password 函数的实现细节（简化）：

function wp_check_password( $password, $hash, $user_id = '' ) {
    global $wp_hasher;

    if ( ! is_object( $wp_hasher ) || ! is_a( $wp_hasher, 'PasswordHash' ) ) {
        require_once ABSPATH . WPINC . '/class-phpass.php';
        $wp_hasher = new PasswordHash( 8, true );
    }

    $check = $wp_hasher->CheckPassword( $password, $hash );

    /**
     * Filters whether the given password is valid.
     *
     * @since 2.5.0
     *
     * @param bool   $check   Whether the password is valid.
     * @param string $password The password to check.
     * @param string $hash     The stored password hash.
     * @param string $user_id  The user ID.
     */
    $check = apply_filters( 'check_password', $check, $password, $hash, $user_id );

    return $check;
}

同样，这里也使用了 PasswordHash 类来进行密码验证。CheckPassword 函数负责使用相同的盐和迭代次数对用户输入的密码进行哈希，然后与数据库中的哈希值进行比较。此外，check_password 过滤器允许开发者自定义密码验证逻辑。

5. wp_verify_password 函数：连接哈希与验证的桥梁

wp_verify_password 函数是 WordPress 中验证密码的核心函数，它结合了哈希和验证的步骤。它接受用户输入的密码和存储在数据库中的哈希密码作为参数，并返回一个布尔值，指示密码是否匹配。

wp_verify_password 函数的实现非常简单：

function wp_verify_password( $password, $hash ) {
  return password_verify( $password, $hash );
}

实际上，wp_verify_password 函数是对 PHP 内置函数 password_verify 的一个封装。password_verify 函数能够自动检测哈希算法类型（例如 bcrypt）并使用相应的验证逻辑。

6. password_verify 函数：PHP 的内置哈希验证函数

password_verify 是 PHP 提供的一个用于验证密码的内置函数。它简化了密码验证的过程，并支持多种哈希算法。

password_verify 函数的签名如下：

bool password_verify ( string $password , string $hash )

$password: 用户输入的密码。
$hash: 存储在数据库中的哈希值。

password_verify 函数会自动检测哈希值中使用的算法，并使用相应的算法对用户输入的密码进行哈希，然后与存储的哈希值进行比较。

7. wp_set_password 函数：用户密码设置与哈希

当用户设置或更改密码时，WordPress 使用 wp_set_password 函数来处理。此函数确保密码在存储到数据库之前被正确哈希。

function wp_set_password( $password, $user_id ) {
  $hashed_password = wp_hash_password( $password );

  /**
   * Fires immediately before a user's password is changed.
   *
   * @since 2.0.1
   *
   * @param int $user_id The user ID.
   */
  do_action( 'personal_options_update_before', $user_id );

  wp_update_user( array( 'ID' => $user_id, 'user_pass' => $hashed_password ) );

  /**
   * Fires immediately after a user's password has been changed.
   *
   * @since 2.0.1
   *
   * @param int $user_id The user ID.
   */
  do_action( 'personal_options_update', $user_id );

  wp_cache_delete( $user_id, 'users' );
}

此函数首先使用 wp_hash_password 函数对提供的密码进行哈希处理，然后使用 wp_update_user 函数将哈希后的密码存储在用户的数据库记录中。此外，它还包括 actions，允许开发者在密码更改之前和之后执行自定义操作。

8. 安全性考量

虽然 bcrypt 是一种相对安全的哈希算法，但仍然需要注意以下安全问题：

选择合适的 bcrypt cost 参数： cost 参数控制着 bcrypt 的迭代次数。更高的 cost 值可以提高安全性，但也会增加计算成本。需要根据服务器性能和安全需求选择合适的 cost 值。WordPress 默认使用 8，这是一个合理的起点，但可以根据情况进行调整。
防止暴力破解： 即使使用 bcrypt，攻击者仍然可以通过暴力破解来尝试破解密码。可以采取以下措施来防止暴力破解：
- 限制登录尝试次数： 在一定时间内限制用户的登录尝试次数。
- 使用验证码： 在登录页面添加验证码，防止机器人攻击。
- 强制使用强密码： 强制用户使用包含大小写字母、数字和特殊字符的强密码。
保护数据库安全： 数据库是存储密码哈希值的地方，必须采取严格的安全措施来保护数据库的安全。
- 使用强密码保护数据库账户： 确保数据库账户使用强密码。
- 限制数据库访问权限： 只允许必要的应用程序访问数据库。
- 定期备份数据库： 定期备份数据库，以便在发生安全事件时可以恢复数据。
防止 SQL 注入： SQL 注入是一种常见的Web安全漏洞，攻击者可以通过 SQL 注入来获取数据库中的敏感信息，包括密码哈希值。需要对所有用户输入进行验证和过滤，防止 SQL 注入。
HTTPS 加密： 使用 HTTPS 加密可以防止中间人攻击，保护用户密码在传输过程中的安全。

9. 代码示例：手动使用 password_hash 和 password_verify

虽然 WordPress 已经封装了密码哈希的函数，了解如何直接使用 PHP 的 password_hash 和 password_verify 函数也很有用。

<?php

// 哈希密码
$password = 'P@$$wOrd';
$hashed_password = password_hash($password, PASSWORD_DEFAULT);

echo "Hashed password: " . $hashed_password . "n";

// 验证密码
$password_to_check = 'P@$$wOrd';
if (password_verify($password_to_check, $hashed_password)) {
    echo "Password is valid!n";
} else {
    echo "Invalid password.n";
}

// 验证错误的密码
$password_to_check = 'wrongPassword';
if (password_verify($password_to_check, $hashed_password)) {
    echo "Password is valid!n";
} else {
    echo "Invalid password.n";
}

?>

这段代码演示了如何使用 password_hash 函数生成密码哈希，以及如何使用 password_verify 函数验证密码。 PASSWORD_DEFAULT 常量指示使用 PHP 支持的最强的哈希算法（目前是 bcrypt）。

10. 密码哈希算法选择的考量

在选择密码哈希算法时，需要考虑以下因素：

安全性： 算法是否能够抵御已知的攻击？
性能： 算法的计算成本是否可以接受？
兼容性： 算法是否被广泛支持？
可维护性： 算法是否易于维护和升级？

bcrypt 是一种经过时间考验的算法，目前仍然被认为是安全的。 PHP 的 password_hash 函数会默认选择 bcrypt，并会自动升级到更强的算法（如果可用）。

11. 密码安全实践建议

以下是一些密码安全实践建议：

使用强密码： 密码应该足够长，包含大小写字母、数字和特殊字符。
不要在多个网站上使用相同的密码： 如果一个网站的密码泄露，其他网站的账户也会受到威胁。
定期更换密码： 定期更换密码可以降低密码泄露的风险。
使用密码管理器： 密码管理器可以帮助你生成和存储强密码。
启用双因素身份验证： 双因素身份验证可以提高账户的安全性，即使密码泄露，攻击者也无法登录账户。

12. 总结：密码哈希是安全基石，持续关注最佳实践

密码哈希是保护用户密码安全的关键技术。WordPress 使用 bcrypt 算法来哈希密码，并提供了 wp_hash_password 和 wp_verify_password 等函数来简化密码哈希和验证的过程。为了确保密码安全，需要选择合适的 bcrypt cost 参数，防止暴力破解，保护数据库安全，防止 SQL 注入，并使用 HTTPS 加密。同时，应该遵循密码安全实践建议，例如使用强密码，不要在多个网站上使用相同的密码，定期更换密码，使用密码管理器，并启用双因素身份验证。随着技术的发展，密码哈希算法也在不断演变。需要持续关注密码安全领域的最新进展，并及时更新密码哈希算法，以应对新的安全威胁。

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