F.25. pgcrypto

F.25.1.1. digest()

digest(data text, type text) returns bytea
digest(data bytea, type text) returns bytea

计算给定data的二进制散列。type是要使用的算法。 标准算法是md5, sha1, sha224, sha256, sha384 和 sha512。 如果pgcrypto带有OpenSSL建立,那么更多算法可用,在 表 F-18中详细说明。

如果你希望digest作为一个十六进制字符串,那么在结果上使用encode()。 例如:

CREATE OR REPLACE FUNCTION sha1(bytea) returns text AS $$
 SELECT encode(digest(1,ドル 'sha1'), 'hex')
$$ LANGUAGE SQL STRICT IMMUTABLE;

F.25.1.2. hmac()

hmac(data text, key text, type text) returns bytea
hmac(data bytea, key text, type text) returns bytea

为带有键key的data计算散列的MAC。type 和在digest()中相同。

类似于digest()但是散列只能在知道键的时候计算。 这样就阻止了某个人更改数据并改变匹配的散列的情况。

如果键比散列块大小要大,那么将首先把键散列然后散列的结果作为键使用。

表 F-15. crypt()支持的算法

F.25.2.1. crypt()

crypt(password text, salt text) returns text

计算一个password的crypt(3)类型散列。当存储一个新的口令时, 需要使用gen_salt()生成一个新的salt值。 要检查一个口令,作为salt传递存储的散列值, 然后检验结果是否匹配存储的值。

设置一个新的口令的示例:

UPDATE ... SET pswhash = crypt('new password', gen_salt('md5'));

认证的示例:

SELECT pswhash = crypt('entered password', pswhash) FROM ... ;

如果输入的口令是正确的这个就返回true。

F.25.2.2. gen_salt()

gen_salt(type text [, iter_count integer ]) returns text

为crypt()的使用生成一个新的随机salt字符串。 salt字符串也告诉crypt()使用哪种算法。

type参数指定散列算法。接受的类型有:des, xdes, md5 和 bf。

iter_count参数让用户指定重复计数,为这一个算法。计数值越高, 拿它去散列口令的次数越多,因此解开它的次数也越多。尽管太高的计数来计算一个散列可能会用几年的时间, 这有点不切实际。如果省略了iter_count参数,那么使用缺省的重复计数。 iter_count的允许值取决于算法,在表 F-16中显示。

对于xdes,这里有一个附加的限制,那就是重复计数必须是奇数。

要选择一个合适的重复计数,考虑原始的DES加密设计是要在那个时间的硬件上每秒有4个散列的速度。 比4个散列每秒慢的可能会降低可用性。高于100散列每秒的可能太快了。

表 F-17给出了不同散列算法的相对缓慢的概述。 该表显示了在8字符口令里尝试所有字符的组合将会花费多长时间,假设口令只包含小写字母, 或者包含大小写字母和数字。在crypt-bf记录中, 斜线后的数字是gen_salt的iter_count参数。

注意:

• 使用的这个机器是1.5GHz Pentium 4。

• crypt-des和crypt-md5计算的数字是从 John the Ripper v1.6.38 -test的输出获得的。

• md5数字来自mdcrack 1.2。

• sha1数字来自lcrack-20031130-beta。

• crypt-bf数字使用一个简单的程序获得,这个程序重复超过1000次8字符口令。 这样可以显示速度和不同数字的迭代。例如:john -test显示了 crypt-bf/5的213次循环/秒。(结果中非常小的不同与事实一致, pgcrypto中的crypt-bf实现和John the Ripper中使用的是同一个。)

请注意,"尝试所有组合"是不现实的。不寻常的密码破解在字典的帮助下完成, 包含普通的单词和它们的各种转变。所以,即使有点类似单词的密码可能比上述建议的数字破解的更快, 而一个6字符不像单词的密码可能避开破解。或者不能。

F.25.3.1. pgp_sym_encrypt()

pgp_sym_encrypt(data text, psw text [, options text ]) returns bytea
pgp_sym_encrypt_bytea(data bytea, psw text [, options text ]) returns bytea

带有一个对称的PGP秘钥psw加密data。 options参数可以包含选项设置,就像下面描述的那样。

F.25.3.2. pgp_sym_decrypt()

pgp_sym_decrypt(msg bytea, psw text [, options text ]) returns text
pgp_sym_decrypt_bytea(msg bytea, psw text [, options text ]) returns bytea

解密一个对称秘钥加密的PGP消息。

用pgp_sym_decrypt解密bytea数据是不允许的。 这是为了避免输出不合法的字符数据。用pgp_sym_decrypt_bytea 解密原始的文本数据是可以的。

options参数可以包含选项设置,就像下面描述的那样。

F.25.3.3. pgp_pub_encrypt()

pgp_pub_encrypt(data text, key bytea [, options text ]) returns bytea
pgp_pub_encrypt_bytea(data bytea, key bytea [, options text ]) returns bytea

用一个公共的PGP秘钥key加密data。 给这个函数一个秘密秘钥将产生一个错误。

options参数可以包含选项设置,就像下面描述的那样。

F.25.3.4. pgp_pub_decrypt()

pgp_pub_decrypt(msg bytea, key bytea [, psw text [, options text ]]) returns text
pgp_pub_decrypt_bytea(msg bytea, key bytea [, psw text [, options text ]]) returns bytea

解密一个公共密钥加密的消息。key必须是与用来加密的公共秘钥对应的秘密秘钥。 如果该秘密秘钥是密码保护的,你必须在psw中给出密码。 如果没有密码,但是你希望指定选项,你需要给出一个空的密码。

用pgp_pub_decrypt解密bytea数据是不允许的。 这是为了避免输出不合法的字符数据。用pgp_pub_decrypt_bytea 解密原始的文本数据是可以的。

options参数可以包含选项设置,就像下面描述的那样。

F.25.3.5. pgp_key_id()

pgp_key_id(bytea) returns text

pgp_key_id摘取一个PGP公共或秘密秘钥的秘钥 ID。 或如果给出一个加密的消息,它给出用于加密数据的秘钥 ID。

它可以返回两个特殊的秘钥 ID:

• SYMKEY

  该消息是用对称秘钥加密的。

• ANYKEY

  该消息是公共秘钥加密的,但是秘钥ID已经删除了。这意味着你将要尝试所有你的秘密秘钥, 看看哪个能解密它。pgcrypto本身并不产生这样的消息。

请注意,不同的秘钥可能有相同的ID。这是稀少的,但是是一个普通事件。 然后客户端应用应该尝试解密每一个,看看哪个合适—类似处理ANYKEY。

F.25.3.6. armor(), dearmor()

armor(data bytea) returns text
dearmor(data text) returns bytea

这些功能打包/解包二进制数据到PGP ASCII-armor格式, 这些基本上是带有CRC的Base64和额外的格式。

F.25.3.7. PGP功能的选项

选项的命名类似于GnuPG。选项的值应该在等号后面给出;选项之间用逗号隔开。例如:

pgp_sym_encrypt(data, psw, 'compress-algo=1, cipher-algo=aes256')

除了convert-crlf之外的所有选项只应用到加密函数。 解密函数从PGP数据中获得参数。

最有趣的选项可能就是compress-algo和unicode-mode了。 其余的应该有合理的默认值。

F.25.3.8. 用 GnuPG 产生 PGP 秘钥

要生成一个新的秘钥:

gpg --gen-key

首选的秘钥类型是"DSA and Elgamal"。

对于RSA加密,你必须创建DSA或RSA唯一签署秘钥作为主秘钥,然后用 gpg --edit-key添加一个RSA加密子秘钥。

要列出秘钥:

gpg --list-secret-keys

以ASCII-armor格式导出一个公共秘钥:

gpg -a --export KEYID > public.key

以ASCII-armor格式导出一个秘密秘钥:

gpg -a --export-secret-keys KEYID > secret.key

在将它们送给PGP函数之前需要在这些秘钥上使用dearmor()。 或者如果你可以处理二进制数据,你可以从命令行中删除-a。

要获取更多详细信息,请参阅man gpg, The GNU Privacy Handbook和其他http://www.gnupg.org上的文档。

F.25.3.9. PGP 代码的限制

• 不支持签名。这也意味着不检查加密子秘钥是否属于主秘钥。

• 不支持加密秘钥作为主秘钥。因为通常不建议这样的做法,这应该不是一个问题。

• 不支持几个子秘钥。这可能看起来像是一个问题,因为这是习惯的做法。另一方面, 不应该使用带有pgcrypto的定期GPG/PGP秘钥,而是创建一个新的秘钥, 因为使用场景相当不同。

F.25.6.1. 配置

pgcrypto根据主PostgreSQL configure脚本的调查结果配置它本身。 影响它的选项是--with-zlib和--with-openssl。

当用zlib编译时,PGP加密函数可以在加密之前压缩数据。

当用OpenSSL编译时,有更多算法可用。公共秘钥加密函数也会更快, 因为OpenSSL有更多优化了的BIGNUM函数。

注意:

1. SHA2算法在版本 0.9.8 的时候添加到了OpenSSL。对于更老的版本, pgcrypto使用内建的代码。

2. 任何OpenSSL支持的摘要算法是自动获得的。这对于密码来说是不可能的,密码需要明确的支持。

3. AES自版本 0.9.7 以来包含在OpenSSL中了。对于更老的版本, pgcrypto使用内建的代码。

F.25.6.2. NULL 处理

就像SQL中的标准,如果任一参数是NULL,那么所有函数都返回NULL。 这在粗心的使用中可能会造成安全风险。

F.25.6.3. 安全限制

所有pgcrypto函数在数据库服务器内部运行。这意味着pgcrypto 和客户端应用之间的所有数据和口令移动都是以明文的形式。因此必须:

1. 本地连接或使用SSL连接。

2. 同时信任系统和数据库管理员。

如果你做不到,那么最好在客户端应用内部做crypto。

F.25.6.4. 有用的阅读

• http://www.gnupg.org/gph/en/manual.html

  GNU 隐私手册。

• http://www.openwall.com/crypt/

  crypt-blowfish算法描述。

• http://www.stack.nl/~galactus/remailers/passphrase-faq.html

  如何选择一个好的密码。

• http://world.std.com/~reinhold/diceware.html

  选择密码的有趣想法。

• http://www.interhack.net/people/cmcurtin/snake-oil-faq.html

  描述密码学的优劣。

F.25.6.5. 技术参考文献

• http://www.ietf.org/rfc/rfc4880.txt

  OpenPGP 消息格式。

• http://www.ietf.org/rfc/rfc1321.txt

  MD5 消息摘要算法。

• http://www.ietf.org/rfc/rfc2104.txt

  HMAC:散列的消息认证。

• http://www.usenix.org/events/usenix99/provos.html

  crypt-des、crypt-md5和bcrypt算法的比较。

• http://csrc.nist.gov/cryptval/des.htm

  DES、3DES和AES标准。

• http://en.wikipedia.org/wiki/Fortuna_(PRNG)

  Fortuna CSPRNG的描述。

• http://jlcooke.ca/random/

  基于Jean-Luc Cooke Fortuna的Linux /dev/random驱动器。

• http://research.cyber.ee/~lipmaa/crypto/

  密码学指针集合。