Argon2, bcrypt, scrypt 还是 PBKDF2？
网络安全最基本的原则之一是，哈希方法基本上分为两类：快速的和慢速的。由此，我们有 MD5、SHA-1、SHA-256 等快速哈希方法，以及 Argon2、Bcrypt、scrypt 和 PBKDF2 等慢速哈希方法。下面，我使用 WASM 和 JavaScript 实现了每种方法：
希望总的来说，我们已经过了使用 MD5 或 SHA1 对密码进行哈希处理的阶段，因为这些方法可能很弱。基本上，MD5 和 SHA1 是快速哈希方法，可以在其中快速尝试许多可能的密码。 bcrypt 和 Argon 2 减慢了这一过程，从而大大降低了哈希速率。那么，你应该使用哪一个呢？
bcrypt
MD5 和 SHA-1 生成哈希签名，但可以通过彩虹表对其进行攻击。Bcrypt 是一种更强大的密码哈希生成器，它使用 salt 来创建非重复哈希。它由 Niels Provos 和 David Mazières 设计，基于 Blowfish cipher。它被用作 BSD 和其他系统的默认密码哈希方法。总的来说，它使用 128 位的 salt 值，这需要 22 个 Radix-64 字符。它可以使用多次迭代，这将减慢对哈希值的任何暴力破解。
最近使用 hashcat 的 AWS EC2 服务器基准测试突出了 Bcrypt 的慢速 ：
Hash type: MD5 Speed/sec: 380.02M words
Hash type: SHA1 Speed/sec: 218.86M words
Hash type: SHA256 Speed/sec: 110.37M words
Hash type: bcrypt, Blowfish(OpenBSD) Speed/sec: 25.86k words
Hash type: NTLM. Speed/sec: 370.22M words因此，我们从每秒 3.8 亿个单词转移到每秒仅 25,860 个单词。
工作因子是 2^轮数，默认情况下通常设置为 11。设置为 11（这与大多数实现中的默认值相匹配，并且目前被认为是良好的安全/风险级别）。映射是：
| Cost | Iterations |
|-------|--------------------------|
| 8 | 256 iterations |
| 9 | 512 iterations |
| 10 | 1,024 iterations |
| 11 | 2,048 iterations |
| 12 | 4,096 iterations |
| 13 | 8,192 iterations |
| 14 | 16,384 iterations |
| 15 | 32,768 iterations |
| 16 | 65,536 iterations |
| 17 | 131,072 iterations |
| 18 | 262,144 iterations |
| 19 | 524,288 iterations |
| 20 | 1,048,576 iterations |
| 21 | 2,097,152 iterations |
| 22 | 4,194,304 iterations |
| 23 | 8,388,608 iterations |
| 24 | 16,777,216 iterations |
| 25 | 33,554,432 iterations |
| 26 | 67,108,864 iterations |
| 27 | 134,217,728 iterations |
| 28 | 268,435,456 iterations |
| 29 | 536,870,912 iterations |
| 30 | 1,073,741,824 iterations |
| 31 | 2,147,483,648 iterations |这是使用 WASM 的 bcrypt：
使用带有 JavaScript 的 WASM 的 Bcrypt \bcrypt 由 Niels Provos 和 David Mazières 于 1999 年创建 ，作为一种密码哈希方法。它基于 Blowfish…\asecuritysite.com
Argon 2
Argon2 在 RFC 9106 中定义，标题为“用于密码哈希和工作量证明应用的内存硬函数”。用于密码哈希、密钥派生和工作量证明。主要变体是 Argon2id，它针对 x86 架构进行了优化。它有两个子变体：Argon2d 和 Argon2i。总的来说，Argon2d 提供数据相关的内存访问方法，适用于加密货币和工作量证明应用。它也没有任何侧信道定时攻击的威胁。或者，Argon2i 使用数据独立的内存访问，可用于密码哈希和基于密码的密钥派生 (KDF)。
Argon 2 中使用的主要参数在图 1 中定义，例如迭代、memcost 和并行性。标准形式为：
$argon2i$v=19$m=4096,t=2,p=4$salt$rZHPyRIa8XEvQ9rVqpvoibllLagNNGUeCNCmxeZfgBA其中 v=19 标识我们正在使用 Argon 2。然后，这些参数在“m=4096,t=2,p=4”中定义，其中我们的内存成本为 4,096 字节，并行性为 4，迭代次数为 2。在这种情况下，salt 为“salt”，派生的哈希为“rZHPyRIa8XEvQ9rVqpvoibllLagNNGUeCNCmxeZfgBA”。Argon 2 也可以使用定义的字节数（摘要大小）输出。
这是带有 WASM 的 Argon 2：
使用带有 JavaScript 的 WASM 的 Argon2 \Argon2 在 RFC 9106 中定义，标题为“用于密码哈希和工作量证明的内存硬函数…\asecuritysite.com
scrypt
scrypt 基于 Colin Percival 的一篇原始论文：
该论文对成本进行了以下估算：
参考资料
由此，我们看到 scrypt 的破解成本远高于 bcrypt 和 PBKDF2。在这种情况下，对于每种方法生成密钥的大致相同的时间，scrypt 的成本总是高得多。对于 10 个字符，我们看到 PBKDF2（5.0 秒）的成本为 1000 万英镑，而 scrypt 的相同成本为 2100 亿美元。即使有六个字符，破解 scrypt 的成本也为 900 美元。
它使用密码和 salt 值并计算内存硬计算。 为此，它采用与大多数 KDF 不同的方法，具有多个参数：块大小 (r) 和 CPU/内存成本参数 (N — 2 的幂) 和并行量 (p)。 计算的核心不是哈希函数，而是 Salsa20/8 Core — 它是 Salsa20 Core 的精简变体。
总的来说，可以使用 N、r 和 p 运行系统，这与可用的内存和计算能力以及所需的并行量有关。可以看出 r = 8 且 p = 1 给出良好的结果。
2016 年的一项评估 , 概述了 2^N、r 和 p 的值对计算密钥的时间的影响：
在此，我们看到增加参数会增加所需内存的大小。 如果 GPU 具有一定大小的内存，我们可以确保我们使其溢出。 推荐参数为：
使用的内存为：
Memory (Bytes) = (128.N.r) + (128.r.p)
如果我们使用上面的参数，我们会得到：
Memory = (128 * 214 * 8) + (128 * 8 * 1) = 16,778,240 bytes (16 MB)
带有 WASM 的 scrypt 编码为：
使用带有 JavaScript 的 WASM 的 scrypt \基于密码的密钥派生函数 (KDF) 的重点是从秘密中派生秘密。 这包括…\asecuritysite.com
PBKDF2
PBKDF2 是一种简单的哈希方法，在 RFC 2898 中定义 ：
但是，它像其他一些方法一样保护你的在线安全。 为什么？ 因为每次你连接到 Wifi 网络时，都是 PBKDF2（基于密码的密钥派生函数 2）保护你的 Wifi 密码。 总的来说，它使用多个哈希迭代来确定最终的哈希值，其中这些迭代会减慢哈希过程。 并且，当我们向哈希添加 salt 时，攻击者无法使用彩虹表来破解密码。 通常，攻击者每秒只能尝试不到 1,000 个密码短语，而像 SHA-256 这样的快速哈希方法，可以允许尝试 10 万个。
TrueCrypt
通常，PBKDF2 也用于从已定义的密码创建加密密钥，并且无法从哈希值反转密码。 否则，我们可以使用它来保护敏感资产，例如在 TrueCrypt 中使用它来生成读取加密驱动器的标头信息所需的加密密钥，该标头信息存储加密密钥。 在 TrueCrypt 中，我们使用 PBKDF2 生成密钥（带有 salt），它将解密标头并显示用于加密磁盘的密钥（使用 AES、3DES 或 Twofish）：
我们这样使用它：
byte[] result = passwordDerive.GenerateDerivedKey(16,
ASCIIEncoding.UTF8.GetBytes(message), salt, 1000);它具有 16 字节（128 位 — dklen）的密钥长度，使用 salt 字节数组，并且哈希迭代 1000 次（Miterations）。 你应该发现生成的哈希值将具有 32 个十六进制字符（16 字节）。
WPA2
PBKDF2 的通用格式为：
DK = PBKDF2(Password, Salt, Miterations, dkLen)其中 Password 是密码，Salt 是 salt，Miterations 是迭代次数，dklen 是派生哈希的长度。 总的来说，我们可以创建与我们的应用程序匹配的大小的 DK。
但是，它的主要用途是在 WPA-2 中，我们在其中创建了密码的哈希版本。 因此，WPA-2 使用 4,096 次迭代。 它的主要重点是生成密码的哈希版本，并包括一个 salt 以减少彩虹表攻击的机会。 它通常使用超过 1,000 次迭代来减慢哈希的创建速度，以便它可以克服暴力攻击。
定义 Wifi 中使用的 WPA 安全性的 IEEE 802.11i 标准概述了预共享密钥由以下公式定义：
PSK = PBKDF2(PassPhrase, ssid, ssidLength, 4096, 256)因此，我们看到我们使用了 4,096 次迭代。
WASM 中的编码为：
使用带有 JavaScript 的 WASM 的 PBKDF2 \Bib: @misc{asecuritysite_19466, title = {使用带有 JavaScript 的 WASM 的 PBKDF2}, year={2025}, organization =…\asecuritysite.com
参考资料
Percival, C. (2009). 通过连续内存硬函数实现更强的密钥派生。