Bcrypt 简介与加密和验证示例【加密知多少系列

〇、简介

Bcrypt 是一种基于 Blowfish 加密算法的单向哈希函数，专为密码存储设计。它通过随机盐值（salt）和可调节的工作因子（cost factor）实现高安全性，是目前主流的密码哈希算法之一。

核心原理：

随机盐值（Salt）：每次加密时生成一个随机盐值（16 字节），与密码混合后生成哈希值。确保相同密码生成不同哈希值，防止彩虹表攻击（Rainbow Table Attack）。
可调节的工作因子（Cost Factor）：通过调整工作因子（log2：迭代次数），控制哈希计算的复杂度。范围通常为 4~31（默认 10），值越大，计算时间越长，安全性越高。计算公式：迭代次数 = 2^cost（例如 cost=12 表示 4096 次迭代）。增加了暴力破解的时间成本，适应硬件性能提升。
基于 Blowfish 的密钥扩展：大概流程，首先将密码和盐值组合，生成 EksBlowfish 密钥（Expensive Key Schedule）。对固定字符串 "OrpheanBeholderScryDoubt" 进行多次 Blowfish 加密（根据工作因子决定迭代次数）。最终生成哈希值（60 字符的固定格式字符串）。

工作因子配置和计算耗时的大概规律：（注：基于博主当前机器的性能，仅供参考！）

workFactor	计算用时
8	16ms
10（默认值，推荐）	55ms
12	210ms
14	840ms
16	3000ms+

// 密文的格式：

$2b$<cost>$<salt><hash>

// 示例：

$2b$10$N9qo8uLOickgx2ZMRZoMyeIjZAgcfl7p92ldGxad68LJZdL17lhWy

// 各个部分的含义：

// $2b$：版本标识（2b 表示当前标准版本）。

// 10：工作因子（2^10 = 1024 次迭代）。

// N9qo8uLOickgx2ZMRZoMye：盐值（22 字符，Base64 编码）。

// IjZAgcfl7p92ldGxad68LJZdL17lhWy：哈希结果（31 字符）。

安全性：

抗彩虹表攻击。每次加密使用随机盐值，相同密码生成不同哈希值。彩虹表（预计算的哈希值表）无法直接匹配，需逐个尝试破解。
抗暴力破解。工作因子控制计算时间（默认约 0.3 秒/次）。即使使用 GPU 并行计算，暴力破解成本极高（例如：cost=12 时，破解百万级密码需数年）。
自适应性。随着硬件性能提升，可动态增加工作因子（如从 10 调整为 12），保持安全性。

与传统哈希算法的对比：

特性	Bcrypt	MD5/SHA 系列
抗彩虹表攻击	强（通过盐值和多次迭代）	弱（容易受彩虹表攻击）
计算速度	慢（故意设计为“慢哈希”）	快（适合文件校验，但不适合密码）
工作因子	支持（可调）	不支持
不可逆性	是（单向哈希）	是（单向哈希）
适用场景	密码存储	文件校验、数字签名（不推荐密码）

主要应用场景：

用户密码存储：注册和登录时加密密码，防止数据库泄露后密码被窃取。
企业级安全框架：Spring Security 推荐使用 BCryptPasswordEncoder，默认支持 Bcrypt。
数据保护：对敏感信息（如 API 密钥）进行哈希处理，确保即使数据泄露也无法直接获取明文。

一、C# 语言实现

先安装依赖：Install-Package BCrypt.Net-Next。

using BCrypt.Net;

try

{

    string password = "MySecurePassword123";

    int workFactor = 16; // 默认值 10，取值范围 4~31

    // 加密

    string hashedPassword = BCrypt.Net.BCrypt.EnhancedHashPassword(password, workFactor);

    Console.WriteLine("Hashed Password：" + hashedPassword);

    // $2a$10$n3WUdgGrTSVEZ1L3pTxkweeHXqUaWEXwvBI.gOnkTO17eL/ZqhBaG

    // 验证

    bool isMatch = BCrypt.Net.BCrypt.EnhancedVerify(password, hashedPassword);

    Console.WriteLine("Password Match：" + (isMatch ? "匹配" : "不匹配"));

}

catch (Exception ex)

{

    Console.WriteLine("验证失败: " + ex.Message);

}

//Hashed Password：$2a$12$h8EnoQF6QYZDtbrCSGuDxeKjMt.Y0dcnWjFrz4sgEyhXlt.5VQs7G

//Password Match：匹配

二、js 语言实现

引用第三方库 bcryptjs 实现加密和验证。安装命令：

npm install bcryptjs

加密和验证的简单示例代码：

const bcrypt = require('bcryptjs');

try {

	// 要加密的密码

	const password = 'MySecurePassword123';

	// 工作因子（cost factor）：控制哈希复杂度，推荐值 10

	const saltRounds = 10;

	// 【加密】生成盐并哈希密码（异步）

	const hashedPassword = await bcrypt.hash(password, saltRounds)

	console.log('Hashed Password:', hashedPassword);

	// 【解密】

	const bcrypt = require('bcryptjs');

	// 用户输入的密码

	const inputPassword = 'MySecurePassword123';

	// 数据库中存储的哈希值

	const storedHashedPassword = '$2a$12$N9qo8uLOickgx2ZMRZoMyeIjZAgcfl7p92ldGxad68LJZdL17lhWy';

	// 验证密码是否匹配

	const isMatch = await bcrypt.compare(inputPassword, storedHashedPassword);

}

catch (error) {

	console.error('Error:', error);

}

三、go 语言实现

在 Go 语言中使用 Bcrypt 进行密码哈希和验证，通常依赖官方推荐的第三方库 golang.org/x/crypto/bcrypt。该库提供了安全、高效的 Bcrypt 实现，适合用于密码存储和验证场景。

// 安装

go get golang.org/x/crypto/bcrypt

加密和验证简单示例：

package main

import (

    "fmt"

    "golang.org/x/crypto/bcrypt"

)

func main() {

    // 明文密码

    password := "MySecurePassword123"

    // 【生成】哈希密码（使用默认工作因子）

    hashedPassword, err := bcrypt.GenerateFromPassword([]byte(password), bcrypt.DefaultCost)

	// hashedPassword, err := bcrypt.GenerateFromPassword([]byte(password), 12) // 自定义工作因子

    if err != nil {

        panic("生成哈希失败: " + err.Error())

    }

    fmt.Println("Hashed Password:", string(hashedPassword))

    // 【验证】密码是否匹配

    err := bcrypt.CompareHashAndPassword([]byte(hashedPassword), []byte(password))

    if err != nil {

        fmt.Println("密码不匹配:", err)

    } else {

        fmt.Println("密码匹配")

    }

}