MySQL高级函数之：`VALIDATE_PASSWORD_STRENGTH()`：其在密码强度校验中的应用。

MySQL高级函数 VALIDATE_PASSWORD_STRENGTH()：密码强度校验实战

大家好，今天我们来深入探讨 MySQL 的一个高级函数：VALIDATE_PASSWORD_STRENGTH()，重点讲解它在密码强度校验中的实际应用。在信息安全日益重要的今天，一个健壮的密码策略对于保护用户数据至关重要。VALIDATE_PASSWORD_STRENGTH() 函数为我们提供了一个简单而强大的工具，可以帮助我们强制用户创建更安全的密码。

1. VALIDATE_PASSWORD_STRENGTH() 函数概述

VALIDATE_PASSWORD_STRENGTH() 函数用于评估给定密码的强度，并返回一个介于 0 到 100 之间的整数值，代表密码的强度等级。返回值越高，密码强度越高。该函数本身依赖于 validate_password 插件，所以使用之前必须确认该插件已安装并启用。

函数原型：

VALIDATE_PASSWORD_STRENGTH(password_string)

参数：

• password_string: 要评估的密码字符串。

返回值：

• 整数 (0-100): 代表密码的强度等级。

强度等级划分（默认）：

返回值范围	密码强度等级	描述
0	弱	密码为空，过于简单，或者完全由数字组成。
1-25	较弱	密码长度较短，可能包含少量字符类型，例如仅包含小写字母。
26-50	中等	密码长度适中，包含多种字符类型，例如包含大小写字母和数字。
51-75	较强	密码长度较长，包含多种字符类型，例如包含大小写字母、数字和特殊字符。
76-100	强	密码长度非常长，包含所有字符类型（大小写字母、数字和特殊字符），并且不包含字典单词或常见模式。

2. validate_password 插件安装与配置

在使用 VALIDATE_PASSWORD_STRENGTH() 函数之前，必须先安装并启用 validate_password 插件。

2.1 检查插件是否已安装：

SHOW PLUGINS;

在结果中查找 validate_password。 如果存在且状态为 ACTIVE，则表示插件已安装并启用。

2.2 安装插件：

如果插件未安装，可以使用以下命令安装：

INSTALL PLUGIN validate_password SONAME 'validate_password.so'; -- Linux 系统
INSTALL PLUGIN validate_password SONAME 'validate_password.dll'; -- Windows 系统

2.3 启用插件：

如果插件已安装但未启用，可以使用以下命令启用：

SET GLOBAL validate_password.policy = MEDIUM; -- 设置密码策略
SET GLOBAL validate_password.length = 8;    -- 设置最小密码长度

2.4 常用配置选项：

变量名	描述	默认值	取值范围
validate_password.policy	密码策略，决定了密码的复杂度要求。	MEDIUM	LOW, MEDIUM, STRONG
validate_password.length	密码的最小长度。	8	0 – 65535
validate_password.mixed_case_count	密码中必须包含的大小写字母的数量。	1	0 – 65535
validate_password.number_count	密码中必须包含的数字的数量。	1	0 – 65535
validate_password.special_char_count	密码中必须包含的特殊字符的数量。	1	0 – 65535
validate_password.check_user_name	是否检查密码与用户名相同。	OFF	ON, OFF
validate_password.check_dictionary_file	是否检查密码是否存在于字典文件中。需要配置 validate_password.dictionary_file。	OFF	ON, OFF
validate_password.dictionary_file	字典文件的路径。		文件路径
validate_password.strength	密码强度评分，VALIDATE_PASSWORD_STRENGTH() 函数返回的值就是基于这个变量的。	50	0 – 100

2.5 密码策略 (validate_password.policy) 说明：

• LOW: 密码长度必须大于等于 validate_password.length。
• MEDIUM: 满足 LOW 的要求，并且密码必须包含数字、大小写字母和特殊字符。
• STRONG: 满足 MEDIUM 的要求，并且密码不能是字典文件中的单词，也不能是用户名。

示例：配置 validate_password 插件

-- 设置密码策略为 STRONG
SET GLOBAL validate_password.policy = STRONG;

-- 设置最小密码长度为 12
SET GLOBAL validate_password.length = 12;

-- 设置必须包含的大小写字母数量都为 2
SET GLOBAL validate_password.mixed_case_count = 2;

-- 设置必须包含的数字数量为 2
SET GLOBAL validate_password.number_count = 2;

-- 设置必须包含的特殊字符数量为 2
SET GLOBAL validate_password.special_char_count = 2;

-- 开启用户名检查
SET GLOBAL validate_password.check_user_name = ON;

-- 开启字典文件检查，并设置字典文件路径
SET GLOBAL validate_password.check_dictionary_file = ON;
SET GLOBAL validate_password.dictionary_file = '/path/to/dictionary.txt'; -- 替换为实际路径

-- 查看当前配置
SHOW GLOBAL VARIABLES LIKE 'validate_password%';

注意： 修改全局变量需要 SUPER 权限。修改后的配置可能需要重启 MySQL 服务器才能生效。

3. VALIDATE_PASSWORD_STRENGTH() 函数的使用示例

3.1 基本用法：

SELECT VALIDATE_PASSWORD_STRENGTH('password');   -- 返回 0 (非常弱)
SELECT VALIDATE_PASSWORD_STRENGTH('Password123'); -- 返回 50 (中等)
SELECT VALIDATE_PASSWORD_STRENGTH('P@sswOrd123!'); -- 返回 75 (较强)
SELECT VALIDATE_PASSWORD_STRENGTH('A very long and complex password with numbers and symbols!@#$%^&*()'); -- 返回 100 (强)

3.2 在 CREATE USER 语句中使用：

-- 创建用户，并检查密码强度
CREATE USER 'newuser'@'localhost' IDENTIFIED BY 'weakpassword'; --  会报错，因为密码太弱

-- 正确的创建方式 (假设 validate_password.policy = MEDIUM)
CREATE USER 'newuser'@'localhost' IDENTIFIED BY 'StrongP@sswOrd123'; -- 创建成功

3.3 在 ALTER USER 语句中使用：

-- 修改用户密码，并检查密码强度
ALTER USER 'existinguser'@'localhost' IDENTIFIED BY 'weakpassword'; -- 会报错，因为密码太弱

-- 正确的修改方式
ALTER USER 'existinguser'@'localhost' IDENTIFIED BY 'NewStrongP@sswOrd123'; -- 修改成功

3.4 在存储过程中使用：

DELIMITER //

CREATE PROCEDURE create_user_with_password_check(
  IN username VARCHAR(255),
  IN password VARCHAR(255)
)
BEGIN
  DECLARE password_strength INT;

  SET password_strength = VALIDATE_PASSWORD_STRENGTH(password);

  IF password_strength < 50 THEN
    SIGNAL SQLSTATE '45000'
    SET MESSAGE_TEXT = '密码强度不足，请使用更复杂的密码。';
  ELSE
    SET @sql = CONCAT('CREATE USER '', username, ''@'localhost' IDENTIFIED BY '', password, ''');
    PREPARE stmt FROM @sql;
    EXECUTE stmt;
    DEALLOCATE PREPARE stmt;
  END IF;
END //

DELIMITER ;

-- 调用存储过程
CALL create_user_with_password_check('testuser', 'WeakPass'); -- 报错，密码强度不足
CALL create_user_with_password_check('testuser', 'StrongP@sswOrd123'); -- 创建成功

3.5 在应用层集成：

在应用程序中，可以在用户注册或修改密码时，调用 VALIDATE_PASSWORD_STRENGTH() 函数，并将密码强度等级显示给用户，引导用户创建更安全的密码。

示例 (PHP):

<?php

// 数据库连接信息
$servername = "localhost";
$username = "root";
$password = "password";
$dbname = "mydatabase";

// 创建连接
$conn = new mysqli($servername, $username, $password, $dbname);

// 检测连接
if ($conn->connect_error) {
  die("连接失败: " . $conn->connect_error);
}

// 获取用户输入的密码
$password = $_POST["password"];

// 调用 MySQL 函数 VALIDATE_PASSWORD_STRENGTH()
$sql = "SELECT VALIDATE_PASSWORD_STRENGTH('$password') AS strength";
$result = $conn->query($sql);

if ($result->num_rows > 0) {
  // 输出数据
  $row = $result->fetch_assoc();
  $strength = $row["strength"];

  echo "密码强度等级: " . $strength . "<br>";

  if ($strength < 50) {
    echo "密码强度不足，请使用更复杂的密码。<br>";
  } else {
    echo "密码强度符合要求。<br>";
    // 可以继续执行用户注册或密码修改操作
  }
} else {
  echo "执行查询出错。<br>";
}

$conn->close();

?>

HTML 表单:

<form action="password_check.php" method="post">
  密码: <input type="password" name="password"><br>
  <input type="submit" value="检查密码强度">
</form>

4. 自定义密码强度策略

虽然 validate_password 插件提供了 LOW, MEDIUM, STRONG 三种预定义的密码策略，但在某些情况下，我们可能需要更精细的控制，例如：

• 自定义密码长度要求。
• 强制包含特定类型的字符（例如，必须包含至少两个特殊字符）。
• 禁止使用某些字符或单词。
• 使用自定义字典文件。

4.1 修改现有策略参数：

可以通过修改 validate_password 插件的全局变量来实现部分自定义。例如，增加最小密码长度，或者调整必须包含的字符数量。

SET GLOBAL validate_password.length = 10;
SET GLOBAL validate_password.number_count = 2;

4.2 使用自定义函数和触发器：

对于更复杂的密码策略，可以使用自定义函数和触发器来实现。

示例：自定义密码强度校验函数

DELIMITER //

CREATE FUNCTION check_password_strength(password VARCHAR(255))
RETURNS INT
DETERMINISTIC
BEGIN
  DECLARE length_ok BOOLEAN;
  DECLARE uppercase_ok BOOLEAN;
  DECLARE lowercase_ok BOOLEAN;
  DECLARE number_ok BOOLEAN;
  DECLARE special_ok BOOLEAN;

  -- 检查密码长度
  SET length_ok = LENGTH(password) >= 12;

  -- 检查是否包含大写字母
  SET uppercase_ok = password REGEXP '[A-Z]';

  -- 检查是否包含小写字母
  SET lowercase_ok = password REGEXP '[a-z]';

  -- 检查是否包含数字
  SET number_ok = password REGEXP '[0-9]';

  -- 检查是否包含特殊字符
  SET special_ok = password REGEXP '[^a-zA-Z0-9\s]';

  -- 返回结果
  IF length_ok AND uppercase_ok AND lowercase_ok AND number_ok AND special_ok THEN
    RETURN 1;  -- 密码强度符合要求
  ELSE
    RETURN 0;  -- 密码强度不符合要求
  END IF;
END //

DELIMITER ;

-- 调用自定义函数
SELECT check_password_strength('StrongP@sswOrd123'); -- 返回 1
SELECT check_password_strength('weakpassword');       -- 返回 0

示例：使用触发器强制执行密码策略

DELIMITER //

CREATE TRIGGER before_insert_user
BEFORE INSERT ON mysql.user
FOR EACH ROW
BEGIN
  IF check_password_strength(NEW.authentication_string) = 0 THEN
    SIGNAL SQLSTATE '45000'
    SET MESSAGE_TEXT = '密码强度不足，请使用更复杂的密码。';
  END IF;
END //

DELIMITER ;

-- 创建用户 (会触发触发器)
CREATE USER 'testuser'@'localhost' IDENTIFIED BY 'weakpassword'; -- 报错，密码强度不足
CREATE USER 'testuser'@'localhost' IDENTIFIED BY 'StrongP@sswOrd123'; -- 创建成功

注意： 直接修改 mysql.user 表需要非常谨慎，务必备份数据。 强烈建议使用 CREATE USER 和 ALTER USER 命令来管理用户。

5. 安全性考虑

• 密码存储： 永远不要以明文形式存储密码。使用哈希算法（例如 SHA256 或 bcrypt）对密码进行哈希处理，并存储哈希值。
• Salt： 在哈希密码时，使用随机生成的 salt 值，以防止彩虹表攻击。
• 定期更新： 建议用户定期更新密码，例如每 90 天更新一次。
• 双因素认证： 考虑启用双因素认证 (2FA)，以提高账户的安全性。

6. 性能影响

VALIDATE_PASSWORD_STRENGTH() 函数的性能开销相对较小，但如果频繁调用，例如在每次用户输入密码时都进行校验，可能会对性能产生一定的影响。因此，建议在服务器端进行密码强度校验，并在客户端进行初步的校验，以减少服务器的负载。

自定义函数和触发器也可能对性能产生影响，特别是在用户量大的情况下。因此，需要进行充分的测试和优化。

7. 如何选择合适的密码策略

选择合适的密码策略需要根据具体的应用场景和安全需求来决定。

• 高安全性需求： 例如，金融机构或政府部门，应该选择 STRONG 策略，并启用字典文件检查和用户名检查。
• 中等安全性需求： 例如，电商网站或社交平台，可以选择 MEDIUM 策略，并适当调整密码长度和字符类型要求。
• 低安全性需求： 例如，个人博客或论坛，可以选择 LOW 策略，或者不启用密码策略。

总之，需要在安全性和用户体验之间取得平衡。过于严格的密码策略可能会导致用户难以记住密码，从而降低用户体验。

密码安全的基石

VALIDATE_PASSWORD_STRENGTH() 是一个强大的工具，但它只是密码安全策略的一部分。为了构建一个安全的系统，还需要考虑其他因素，例如密码存储、传输、用户教育等。

密码强度策略灵活应用

VALIDATE_PASSWORD_STRENGTH() 函数和 validate_password 插件为我们提供了一种方便快捷的方式来实施密码强度策略。我们可以根据实际需求，灵活配置插件参数，甚至自定义密码强度校验规则，从而提高系统的安全性。

持续提升安全意识

密码安全是一个持续不断的过程，我们需要不断学习新的安全知识，了解新的攻击方式，并采取相应的防御措施，才能有效地保护用户数据。