几次尝试后，系统提示 Joe 使用“忘记密码”功能。于是 Joe 填写了他的邮箱，查收了收件箱中的重置密码链接。尽管 Joe 最终通过重新设置的密码成功登录，但有一个问题让他百思不得其解：
奇怪，为什么我必须重置密码？为什么不直接把旧密码发到我的邮箱呢？
很多人可能都有像 Joe 一样的疑问。发送旧密码不是更好吗？为什么要强迫我更改密码？
这个看似简单的问题实际上涉及到许多信息安全相关的概念。让我们慢慢寻找问题的答案，并顺便学习一些信息安全的基础知识！
数据库被盗
我们经常会看到新闻报道某个网站的数据再次被盗，所有客户的个人数据被泄露，比如知名域名托管网站 GoDaddy 之前泄露了 120 万用户记录。
这里我想和大家讨论两个问题：
- 数据这么容易泄露吗？
- 数据泄露可能会带来什么后果？
首先来看第一个问题，很多安全漏洞会导致数据泄露，而一些攻击这些漏洞的方法比你想象的要简单百倍。
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你想象中的黑客可能像下面这样，输入一堆你不知道他们在做什么的命令。屏幕显示出很多黑底白字或绿字的界面，完全看不懂，但他们一操作，网站就被黑了。
但有些漏洞可能通过在地址栏上改几个字就能成功攻击，即使你不懂任何代码。
举个例子，假设今天有一个购物网站。买了东西下单后，订单确认并重定向到订单页面，页面上有很多你的数据，比如姓名、收货地址、联系电话、邮箱等。
然后你发现订单页面的 URL 是：https://shop.example.com/orders?id=14597。
巧合的是，你的订单号也是 14597。在好奇心驱使下，你试着把这个数字改成 14596，然后按下回车键。
一些攻击是如此简单和平凡，只需更改一个数字，你就可以看到别人的数据。如果你知道如何编写程序，你可以写一个脚本自动获取从 ID 1 到 ID 15000 的数据。然后你就拥有了这个购物网站上所有 15000 个订单的信息——上万客户的个人数据。
这种漏洞有一个术语，叫做 IDOR（Insecure Direct Object References），即不安全的直接对象引用。导致这种漏洞的原因是开发时工程师没有注意权限控制，允许用户访问其他人的数据。
有些人可能认为我只是为了在本文中说明问题而简化了事情，但现实中的攻击并不像这个例子这么简单。
这句话只对了一半。大多数网站确实没有这么明显的漏洞，攻击方法也更复杂。然而，令人恐惧的是，有些网站就是这么简单——改一个数字就能访问别人的数据。
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例如，这两个是真实的 IDOR 漏洞：
- xarefit 有访问/下载所有会员个人数据的权限。
- DoorGods 的 IDOR 导致个人数据泄露。
今后，只要你在 URL 栏看到这种数字，你可以尝试做一些更改。即使你不会编写程序，也可能发现 IDOR 漏洞。
个人数据泄露后会怎样？
我们已经看到了从防御不力的网站泄露个人数据是多么容易。
那么，数据泄露后会对用户产生什么影响呢？
最直观的体验应该是诈骗电话，比如某些购书网站或酒店预订网站。他们打电话给你，声称需要分期退款，并为了获取你的信任，他们甚至可以告诉你你买了哪本书，预订了哪个房间，甚至你的家庭住址和全名。
诈骗团伙能如此清楚地掌握这些信息，都是因为数据泄露。
但除了这些个人数据，还有两样东西可能会泄露：你的账号和密码。
你可能会想：“这只是一个账号和密码，我只要更改该网站的密码然后再用不就行了吗！”
事情可能并没有你想的那么简单。如果你没有使用密码管理软件，我大胆猜测你所有的密码可能都是相同的。因为害怕记不住，人们往往会对所有网站使用相同的密码。
如果此时你的账号和密码被泄露，黑客能否尝试在其他服务上使用这些凭证呢？
他们可以使用这些凭证登录你的 Google 账户或 Facebook。使用相同密码的人就会被黑。所以虽然最初看起来只是一个购物网站被攻破，但其后果可能导致你的 Google 和 Facebook 账户也被黑。
因此，有时某个网站的账户被黑，可能并不是因为该网站存在问题，而是黑客在其他地方获取了你的登录信息，并尝试在这里使用这些信息而意外成功。
对于网站开发者来说，保护用户数据至关重要；保护密码也很重要。有没有好的方法可以保护密码呢？
加密？
使用某些算法加密密码意味着将加密结果存储在数据库中，因此即使被盗，除非黑客有解密方法，否则他们无法轻易访问。
这听起来像是最安全的方法；然而，另一个问题随之而来——开发人员仍然知道如何解密，这可能导致工程师滥用他们的访问权限，了解每个用户的实际密码，出售信息或自己利用这些信息。
嗯……似乎我们陷入了困境，因为开发人员必须知道数据库中存储的确切密码，对吗？否则，在登录时如何确认用户名和密码组合是否匹配呢？
此外，已经听起来够安全了，我们如何使它更安全？让网站开发者无法解密或知道我们的实际密码，不是应该足够安全了吗？
答对了！这正是需要做的！
没有人知道你的密码，包括网站本身
事实上，网站的数据库并不存储你的密码。
更准确地说，它不存储你的“原始密码”，而是存储密码经过某种操作后的结果。最重要的是，这种操作是不可逆的。
为了给出一个直接的对比例子，假设今天有一个非常简单的算法可以转换密码。转换方法是：“数字保持不变，英文字母替换为数字（a 变成 1，b 变成 2……z 变成 26）”，以此类推。每个字母被替换为相应的数字，不区分大小写（暂时假设没有符号）。
如果密码是 abc123，转换后变成 123123。
在用户注册期间，网站将用户输入的 abc123 转换为 123123，然后将其存储在数据库中。因此，数据库中存储的密码是 123123，而不是 abc123。
当用户登录时，我们使用相同的逻辑再次转换他们的输入。如果转换后匹配，那么我们不就知道密码是正确的吗？
黑客窃取数据库并获取这组密码 123123 后，他们难道不能推断出它最初是 abc123 吗？不，不，不——事情没有这么简单。
123123，abcabc，12cab3……这些密码散列后，不还是 123123 吗？所以，即使你知道转换规则和结果，也无法将其恢复为“唯一的密码”，这是这种算法的强大之处！
这种转换称为散列（hash）。每次 abc123 被散列，结果总是 123123。但是，从 123123 中，你不能确定输入必须是 abc123，因为还有其他可能性。
这就是散列与加密的最大区别。
加密和解密是一对；如果某物可以被加密，那么它也可以被解密。因此，如果你知道加密的密文和密钥，你可以确定明文。但是使用散列，知道散列算法的结果并不能让你反向推理出原始输入是什么。
这种机制的最常见应用之一是安全地存储密码。
在注册期间，存储散列密码在数据库中。登录时，将输入的密码散列并与数据库中存储的散列值进行比较，以验证其正确性。即使黑客窃取数据库中的数据，他们也不知道用户的密码，因为他们无法反向推理出原始密码。
这就是为什么当你忘记密码时，网站不会告诉你原始密码，因为网站本身也不知道！
所以你不能“找回密码”，只能“重置密码”，因为重置意味着你输入一个新密码，然后网站将新密码散列并存储在数据库中。以后登录时，它将使用这个新散列值进行比较。
防止预先计算攻击
一些人可能会注意到，这种存储方法似乎有一个漏洞。继续前面的例子，如果数据库中存储的是 123123，但我的原始密码是 abc123，那么如果我使用“abcabc”，散列后也会是 123123。难道我不能这样登录吗？这似乎不对；这不是我的实际密码。
当两个不同的输入产生相同的输出时，这种情况称为碰撞（hash collision）。碰撞是不可避免的，但如果算法设计得好，碰撞非常罕见——罕见到几乎可以忽略不计。
前面提到的转换规则只是为了说明问题。实际使用的算法要复杂得多；即使只有一个字母的差异，结果也会大不相同。以 SHA256 为例：
abc123 => 6ca13d52ca70c883e0f0bb101e425a89e8624de51db2d2392593af6a84118090 abc124 => cd7011e7a6b27d44ce22a71a4cdfc2c47d5c67e335319ed7f6ae72cc03d7d63f
相似的输入会产生完全不同的输出。
前面提到的不安全散列算法的例子应该避免，或者避免自己设计算法。建议使用密码学专家设计的算法，如上面提到的 SHA256。
使用这些算法时，还应特别注意其安全性。某些算法虽然由专家设计，但已被证明不安全。例如，使用 MD5 存储散列密码被认为是不安全的。
仅存储散列值可以吗？
对不起，仅存储密码的散列值是不够的。
为什么呢？不是说结果无法逆向推理吗？为什么这还不够？
虽然无法逆向推理结果，但攻击者可以利用“相同输入总是产生相同输出”的特性，预先构建一个包含人们数据的数据库。
例如，假设有一个非常常见的密码“abc123”，其散列值是“6ca13d”。攻击者可以预先计算并将此关系存储在他们的数据库中。因此，攻击者的数据库可能包含一百万组最常见的密码，每组都与其对应的散列值配对。
然后，他们只需在自己的散列数据库中搜索“6ca13d”。通过查找表，他们可以发现原始密码是“abc123”。这种方法不涉及逆向算法；它只是使用现有数据进行查找。
为了防御这种攻击，还需要做另一件事，叫做加盐（salting）。是的，就像实际的盐一样。通常，为每个用户生成一个唯一的盐——例如 5ab3od（实际上会更长，可能是16个或更多字符）。然后我的密码“abc123”会与我的盐结合，变成“abc1235ab3od”，然后将其作为散列的输入。
为什么要这样做呢？
因为相比于仅使用“abc123”，找到“abc1235ab3od”在攻击者的预计算表中可能性显著降低。此外，增加长度使暴力破解更加困难。结果，密码变得更难破解。
结语
当你忘记密码时，网站不会将密码发送给你，因为即使是网站本身也不知道你的密码。虽然这听起来不太可能，但事实确实如此。出于安全原因，这是一个必要的措施。
为了实现这个目标，背后最重要的技术原理是散列。“相同的密码将生成相同的散列值，但从散列值无法反向推理出原始密码”——这就是其中的秘密。
相反，如果你发现某个网站可以找回你的密码，那么你应该更加谨慎，因为它可能在其数据库中存储了实际的密码，而不是散列值。在这种情况下，如果有一天数据库被黑，账号信息包括密码被黑客窃取，他们可以知道你的实际密码并尝试在其他服务上使用。
关于密码管理，现在浏览器也有功能可以自动生成并记住密码，或者你可以使用现成的密码管理软件，它可以为不同的网站创建不同的密码。
