hash_pbkdf2函數中迭代次數（iterations）對安全性的影響

gitbox 2025-07-01

在PHP中， hash_pbkdf2函數是一種常用的密碼學工具，常用於對密碼進行加密存儲。該函數基於PBKDF2（Password-Based Key Derivation Function 2）算法，通過反复哈希的方式使得密碼學計算更為複雜，從而提高密碼的安全性。 hash_pbkdf2函數的一個關鍵參數是iterations ，即迭代次數。這個參數直接影響密碼哈希的計算複雜度和系統的整體安全性。

什麼是迭代次數？

迭代次數是指哈希函數對同一數據執行多少次操作。在PBKDF2算法中，每增加一次迭代，都會對密碼和鹽值進行一次新的哈希處理，增加攻擊者暴力破解密碼所需的計算成本。

函數原型如下：

 <span><span><span class="hljs-keyword">string</span></span><span> </span><span><span class="hljs-title function_ invoke__">hash_pbkdf2</span></span><span>(
    </span><span><span class="hljs-keyword">string</span></span><span> </span><span><span class="hljs-variable">$algo</span></span><span>,
    </span><span><span class="hljs-keyword">string</span></span><span> </span><span><span class="hljs-variable">$password</span></span><span>,
    </span><span><span class="hljs-keyword">string</span></span><span> </span><span><span class="hljs-variable">$salt</span></span><span>,
    </span><span><span class="hljs-keyword">int</span></span><span> </span><span><span class="hljs-variable">$iterations</span></span><span>,
    </span><span><span class="hljs-keyword">int</span></span><span> </span><span><span class="hljs-variable">$length</span></span><span> = </span><span><span class="hljs-number">0</span></span><span>,
    </span><span><span class="hljs-keyword">bool</span></span><span> </span><span><span class="hljs-variable">$binary</span></span><span> = </span><span><span class="hljs-literal">false</span></span><span>
)
</span></span>

其中， $iterations就是控制哈希迭代次數的參數。

安全性影響

1. 增加破解成本

增加迭代次數的直接效果是提升計算成本。對合法用戶來說，登錄一次可能只多消耗幾毫秒，但對攻擊者進行大規模暴力破解時，每多一次迭代都意味著成倍增加的運算量。舉例來說，如果使用1000次迭代，每秒可以嘗試1000個密碼；如果增加到100,000次，則每秒只能嘗試10個密碼，極大地降低了攻擊效率。

2. 緩解硬件加速攻擊

現代攻擊者常使用GPU、FPGA或ASIC設備來進行並行破解。 PBKDF2由於其串行結構，在一定程度上可以抑制這些硬件加速攻擊。通過增加迭代次數，可以進一步降低這些設備的優勢，使得即使攻擊者擁有強大硬件，破解難度也大幅上升。

3. 防止字典攻擊

字典攻擊依賴預先計算好的密碼哈希列表來進行匹配。由於PBKDF2的迭代機制與使用鹽值（ $ salt ）結合，即使相同密碼使用不同鹽值，也會得到不同的哈希結果。而高迭代次數會使字典生成過程異常緩慢，進一步削弱了這類攻擊的可行性。

性能與安全的權衡

雖然更高的迭代次數帶來更強的安全性，但也不能無限制地提高。服務器每處理一個登錄請求都需進行相應的哈希運算，迭代次數過高會造成明顯的性能瓶頸，甚至成為拒絕服務攻擊的攻擊面。因此，選擇一個適當的迭代次數至關重要。

根據OWASP（開放式Web應用安全項目）的建議，2025年之前，推薦的迭代次數至少為310,000次。這個數值應隨著計算機硬件的進步而逐年調整，以保持與攻擊者計算能力的相對平衡。

實踐建議

使用當前業界推薦的最小迭代次數，例如310,000次或更高；
定期評估系統的性能承受能力，根據實際硬件進行微調；
密碼策略應與哈希策略結合使用，例如強密碼要求、多因素認證等；
保證使用唯一且足夠隨機的鹽值，防止彩虹表攻擊。

結語

hash_pbkdf2函數中的迭代次數是保護密碼安全的關鍵因素之一。合理設置該參數，不僅可以顯著提高系統抵禦暴力破解的能力，還可以防止各種形式的密碼學攻擊。在設計認證系統時，應充分理解並合理利用這一參數，才能構建更為堅固的安全防線。

hash_pbkdf2