Linux 上的密碼雜湊

密碼儲存使用單向密碼雜湊函式，而非加密。驗證程式會使用儲存值中內嵌的設定對提交的密碼進行雜湊，並比較編碼後的結果。設計並不包含復原明文密碼；取得資料庫的攻擊者會改為離線測試候選密碼。因此，現代密碼雜湊需要為每組密碼使用隨機鹽值，並採用刻意提高運算成本且受支援的演算法。

`crypt` 編碼雜湊 #

歷史悠久的 crypt(3) 介面接受密碼和設定。其模組化格式常見形式如下：

text

$id$parameters$salt$checksum

識別碼和參數語法會選擇演算法；鹽值讓相同密碼產生不同的儲存值；校驗碼則是驗證值。驗證時會將完整的儲存字串作為設定提供，因此應用程式必須原樣保留該字串。傳統 DES crypt 改用兩個字元的鹽值，並不適合用於新的密碼雜湊。

glibc 過去的 libcrypt 記載了 $1$ （MD5）、 $5$ （SHA-256）和 $6$ （SHA-512）；SHA 格式接受 rounds=N。這些格式具備歷史相容性，並不表示 MD5 或 DES 適合新的部署。可用的方法和接受的識別碼取決於實作和建置組態，而非可攜的 POSIX 密碼格式。

crypt 回傳靜態儲存空間，因此無法安全地並行呼叫。crypt_r 使用呼叫端提供的 struct crypt_data；該結構必須按照實作要求初始化，且不得由多個執行緒共用。比較前應檢查失敗情況：實作可能回傳 NULL 或無效值。應用程式自行處理雜湊比較時，請使用常數時間比較，並在 API 允許後立即清除密碼資料。

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

此範例說明驗證機制，而非登入架構。支援 PAM 的程式應將驗證委派給 PAM，而非自行讀取帳戶資料庫或實作提示和節流機制。

glibc 與 libxcrypt 相容性 #

crypt 是選用的 POSIX XSI 介面。glibc 2.39 已移除其內建的 libcrypt；Linux 發行版現多由 libxcrypt 提供此功能。libxcrypt 可以提供具有 glibc 相容符號版本的 libcrypt.so.1，使連結至 glibc 歷史函式庫的既有 Linux 二進位檔得以繼續載入。未設定此相容性的系統會安裝不同的 ABI 名稱，因此必須分別檢查建置和執行階段相容性。

除 crypt 和 crypt_r 外，libxcrypt 也提供源自 Openwall 的介面：

crypt_rn 接受明確指定大小的呼叫端緩衝區；
crypt_ra 配置或調整其工作儲存空間；
crypt_gensalt、crypt_gensalt_rn 和 crypt_gensalt_ra 產生設定和鹽值。

libxcrypt 支援一組可設定的歷史及現代方案，包括在啟用該功能的建置中支援 yescrypt。請勿僅根據識別碼推斷支援狀態。應選擇發行版支援的密碼原則、使用作業系統的密碼學隨機來源產生鹽值，並使用該方案文件所載的成本參數。提高成本會影響每次互動式登入，因此必須進行容量測試；遷移期間則必須保留對既有雜湊的驗證支援，直到每個帳戶都在成功驗證後重新雜湊為止。

Shadow 所有權 #

/etc/passwd 必須保持可讀，讓程序能將數值 ID 對應至帳戶名稱。在使用 shadow 的系統上，其密碼欄位一般為 x，而密碼雜湊和效期資料則位於 /etc/shadow。一筆 shadow 記錄包含帳戶名稱、編碼後的雜湊或鎖定標記、上次變更日期、最短與最長效期、警告與停用期間、到期日，以及保留欄位。

shadow 檔案屬於具權限的帳戶資料。其擁有者和模式由發行版原則決定，但一般使用者不得讀取雜湊。shadow 套件負責 passwd、chpasswd、pwconv 和 pwunconv 等公用程式；程式碼不應直接剖析及重寫 /etc/shadow。NSS 查詢 API 可以讀取 shadow 資料，但存取控制仍然適用。

驗證與遷移 #

登入時，支援 PAM 的服務會啟動 PAM 交易。pam_unix 等模組透過應用程式的對話回呼取得憑證、以必要權限讀取已設定的帳戶資料、叫用已設定的雜湊實作，並向 PAM 堆疊回報成功或失敗。帳戶效期、鎖定狀態、多重要素方法、目錄驗證和速率限制原則應由該堆疊及其支援服務負責。

遷移步驟如下：

在帳戶管理原則中設定受支援的現行演算法及其成本；
僅在遷移期間啟用舊版驗證；
在下次成功變更密碼或驗證登入時重新雜湊；
讓無法完成遷移的帳戶到期或予以重設；以及
當所有儲存的雜湊皆不再需要舊版演算法時，移除舊版演算法。

libxcrypt 介面文件、crypt(3) 和 shadow(5) 說明平台專屬的合約。