Linux 上的密码哈希

密码存储使用单向密码哈希函数，而非加密。验证程序使用存储值中嵌入的设置对提交的密码进行哈希，并比较编码后的结果。该设计不包含恢复明文密码的功能；攻击者取得数据库后，会改为离线测试候选密码。因此，现代密码哈希需要为每个密码生成随机盐值，并采用计算成本经过刻意提高且仍受支持的算法。

`crypt` 编码哈希 #

历史上的 crypt(3) 接口接受密码和设置。其模块化格式通常如下：

text

$id$parameters$salt$checksum

标识符和参数语法用于选择算法；盐值使相同密码产生不同的存储值；校验和则用于验证。验证时会将完整的存储字符串作为设置传入，因此应用程序必须原样保留该字符串。传统 DES crypt 改用双字符盐值，不适合生成新的密码哈希。

glibc 以前的 libcrypt 记录了 $1$ （MD5）、 $5$ （SHA-256）和 $6$ （SHA-512）；SHA 格式接受 rounds=N。具备历史兼容性并不意味着 MD5 或 DES 适合新部署。可用方法和接受的标识符取决于具体实现和构建配置，而不是可移植的 POSIX 密码格式。

crypt 返回静态存储区，无法安全用于并发调用。crypt_r 使用调用方提供的 struct crypt_data；必须按照实现要求初始化该结构，且不得在线程间共享。比较前应检查调用是否失败：不同实现可能返回 NULL 或无效值。当应用程序自行处理哈希比较时，应采用常量时间比较，并在 API 允许后尽快清除密码材料。

struct crypt_data data = {0};
char *candidate = crypt_r(password, stored_hash, &data);
if (candidate != NULL && constant_time_equal(candidate, stored_hash)) {
    /* authenticated */
}

该示例仅说明验证机制，而非登录架构。支持 PAM 的程序应将身份验证委托给 PAM，而不应自行读取账户数据库，也不应自行实现提示和限流。

glibc 与 libxcrypt 的兼容性 #

crypt 是可选的 POSIX XSI 接口。glibc 2.39 移除了其源码树内置的 libcrypt；Linux 发行版通常改为提供 libxcrypt。libxcrypt 可以提供带有 glibc 兼容符号版本的 libcrypt.so.1，使链接到 glibc 历史库的现有 Linux 二进制文件仍可继续加载。未配置该兼容性的系统会安装不同的 ABI 名称，因此必须分别检查构建时和运行时兼容性。

除 crypt 和 crypt_r 外，libxcrypt 还提供源自 Openwall 的接口：

crypt_rn 接受调用方提供且明确指定大小的缓冲区；
crypt_ra 分配其工作存储区，或调整其大小；
crypt_gensalt、crypt_gensalt_rn 和 crypt_gensalt_ra 生成设置和盐值。

libxcrypt 支持一组可配置的历史及现代方案，包括在构建时启用的 yescrypt。不要仅根据标识符推断支持情况。应选择发行版支持的密码策略，使用操作系统的密码学随机源生成盐值，并采用相应方案文档规定的成本参数。提高成本会影响每一次交互式登录，因此必须进行容量测试；迁移期间必须保留对现有哈希的验证支持，直至每个账户在成功通过身份验证后完成重新哈希。

Shadow 文件的归属 #

/etc/passwd 必须保持可读，以便进程将数字 ID 映射到账户名。在采用 shadow 机制的系统上，其密码字段通常为 x，而密码哈希和有效期数据存放在 /etc/shadow 中。一条 shadow 记录包含账户名、编码哈希或锁定标记、上次更改日期、最短和最长有效期、警告期和非活动期、到期日期以及保留字段。

shadow 文件属于特权账户数据。其所有权和权限模式由发行版策略决定，但普通用户不得读取其中的哈希。shadow 工具套件提供 passwd、chpasswd、pwconv 和 pwunconv 等实用程序；代码不应直接解析并重写 /etc/shadow。NSS 查询 API 可以读取 shadow 数据，但访问控制仍然适用。

身份验证与迁移 #

登录时，支持 PAM 的服务会启动 PAM 事务。pam_unix 等模块通过应用程序的会话回调获取凭据，以所需权限读取已配置的账户数据，调用已配置的哈希实现，并向 PAM 栈报告成功或失败。账户有效期、锁定状态、多因素验证方法、目录身份验证和限流策略应由该栈及其支持服务负责。

迁移步骤如下：

在账户管理策略中配置受支持的当前算法及其成本；
仅在迁移期间启用旧版验证；
在下一次成功更改密码或验证登录时重新进行哈希；
对无法完成迁移的账户执行到期或重置操作；以及
当存储的哈希均不再需要旧版算法后，移除这些算法。

libxcrypt 接口文档、crypt(3) 和 shadow(5)介绍了平台特定的约定。