Bcrypt

bcrypt — адаптивна криптографічна функція формування ключа, що використовується для безпечного зберігання паролів. Розробники: Нільс Провос^[en] і David Mazières. Функція заснована на шифрі Blowfish, вперше представлена на USENIX у 1999 році^[1]. Для захисту від атак за допомогою райдужних таблиць bcrypt використовує сіль (salt); крім того, функція є адаптивною, час її роботи легко налаштовується і її можна сповільнити, щоб ускладнити атаки перебором.

Шифр Blowfish відрізняється від багатьох алгоритмів обчислювально складною фазою підготовки ключів шифрування. Провос і Mazières скористалися цією особливістю, але змінили алгоритм підготовки ключів, отримавши шифр «Eksblowfish» (expensive key schedule Blowfish). Кількість раундів у підготовці ключів має бути ступенем двійки; конкретна ступінь може задаватися при використанні bcrypt.

Спочатку реалізовано функції crypt в OpenBSD. Існують реалізації для Java, Python, Nim, C#, Ruby, Perl, PHP 5.3, Node.js та деяких інших.

Алгоритм

Алгоритм bcrypt використовує алгоритм налаштування ключів з «Eksblowfish»:

EksBlowfishSetup(cost, salt, key)
 state ${\displaystyle \gets }$ InitState()
 state ${\displaystyle \gets }$ ExpandKey(state, salt, key)
 repeat (2cost)
 state ${\displaystyle \gets }$ ExpandKey(state, 0, key)
 state ${\displaystyle \gets }$ ExpandKey(state, 0, salt)
 return state

Функція InitState відповідає оригінальній функції з шифру Blowfish; для заповнення масиву P і S-box використовується дробова частина числа ${\displaystyle \pi }$.

Функція ExpandKey:

ExpandKey(state, salt, key)
    for(n = 1..18)
        Pn ${\displaystyle \gets }$ key[32(n-1)..32n-1] ${\displaystyle \oplus }$ Pn //treat the key as cyclic
    ctext ${\displaystyle \gets }$ Encrypt(salt[0..63])
    P1 ${\displaystyle \gets }$ ctext[0..31]
    P2 ${\displaystyle \gets }$ ctext[32..63]
    for(n = 2..9)
        ctext ${\displaystyle \gets }$ Encrypt(ctext ${\displaystyle \oplus }$ salt[64(n-1)..64n-1]) //encrypt using the current key schedule and treat the salt as cyclic
        P2n-1) ${\displaystyle \gets }$ ctext[0..31]
        P2n ${\displaystyle \gets }$ ctext[32..63]
    for(i = 1..4)
        for(n = 0..127)
            ctext ${\displaystyle \gets }$ Encrypt(ctext ${\displaystyle \oplus }$ salt[64(n-1)..64n-1]) //as above
            Si[2n] ${\displaystyle \gets }$ ctext[0..31]
            Si[2n+1] ${\displaystyle \gets }$ ctext[32..63]
    return state

Для обчислення хешу bcrypt обробляє вхідні дані еквівалентно шифруванню 'eksblowfish(посилений_ключ, input)':

bcrypt(cost, salt, key, input)
 state ${\displaystyle \gets }$ EksBlowfishSetup(cost, salt, key)
 ctext ${\displaystyle \gets }$ input
 repeat(64)
 ctext ${\displaystyle \gets }$ EncryptECB(state, ctext) // шифрування стандартним Blowfish в режимі ECB
 return Concatenate(cost, salt, ctext)

В різних ОС (linux, OpenBSD), використовують алгоритм bcrypt в стандартній функції crypt (3), в якості input подається константа «OrpheanBeholderScryDoubt»^[2].

Недоліки

bcrypt був розроблений в 1999 році і був захищений від ефективного перебору на апаратних засобах того часу. В даний час одержали широке поширення ПЛІС, в яких bcrypt реалізується ефективніше. У 2009 був створений алгоритм scrypt, що вимагає для своєї роботи значний обсяг пам'яті (з випадковим доступом), об'єм пам'яті налаштовується^[3].

У порівнянні з PBKDF2, алгоритм розширення ключа в bcrypt практично не досліджувався криптографами^[4].

Дивись також

• Crypt (Unix)
• Crypt (C)
• PBKDF2
• scrypt

Посилання

• jBCrypt — реалізація bcrypt на Java [Архівовано 27 квітня 2018 у Wayback Machine.]
• py-bcrypt — реалізація bcrypt на Python [Архівовано 22 червня 2017 у Wayback Machine.]
• BCrypt.Net — реалізація bcrypt на C# [Архівовано 1 липня 2014 у Wayback Machine.]
• JFBCrypt — реалізація bcrypt на Objective C
• bcrypt-ruby — реалізація bcrypt на Ruby
• Crypt::Eksblowfish::Bcrypt — реалізація bcrypt на Perl
• bcrypt.js — реалізація bcrypt на JavaScript [Архівовано 27 березня 2016 у Wayback Machine.]
• twin-bcrypt — реалізація bcrypt на JavaScript / asm.js [Архівовано 11 червня 2018 у Wayback Machine.]
• bcrypt.go — реалізація bcrypt на Go [Архівовано 4 жовтня 2014 у Wayback Machine.]
• tutanota.com — приклад використання bcrypt в сервісі end-to-end шифрованого пошти [Архівовано 28 січня 2017 у Wayback Machine.]

Примітки