基于规则评分的密码强度检测算法分析及实现(JavaScript)

时间: 2018-03-19阅读: 958标签: js知识作者: 毛三胖

简言

用正则表达式做用户密码强度的通过性判定,过于简单粗暴,不但用户体验差,而且用户帐号安全性也差。那么如何准确评价用户密码的强度,保护用户帐号安全呢?本文分析介绍了几种基于规则评分的密码强度检测算法,并给出了相应的演示程序。大家可以根据自己项目安全性需要,做最适合于自己的方案选择。

1 方案1 (简单)

方案1算法通过密码构成分析,结合权重分派,统计得出密码强度得分。得分越高,表示密码强度越大,也就越安全。方案1算法思想简单,实现容易。

1.1 方案1评分标准

一、密码长度:

  • 5 分: 小于等于4 个字符
  • 10 分: 5 到7 字符
  • 25 分: 大于等于8 个字符

二、字母:

  • 0 分: 没有字母
  • 10 分: 全都是小(大)写字母
  • 20 分: 大小写混合字母

三、数字:

  • 0 分: 没有数字
  • 10 分: 1 个数字
  • 20 分: 大于1 个数字

四、符号:

  • 0 分: 没有符号
  • 10 分: 1 个符号
  • 25 分: 大于1 个符号

五、奖励:

  • 2 分: 字母和数字
  • 3 分: 字母、数字和符号
  • 5 分: 大小写字母、数字和符号

1.2 方案1等级划分

根据密码评分,将密码划分成以下7个等级:

  • >= 90: 非常安全(VERY_SECURE)
  • >= 80: 安全(SECURE)
  • >= 70: 非常强(VERY_STRONG)
  • >= 60: 强(STRONG)
  • >= 50: 一般(AVERAGE)
  • >= 25: 弱(WEAK)
  • >= 0: 非常弱( VERY_WEAK)

该评分标准及等级划分,实际使用时,可小做调整,但不建议做大的变动。

1.3 方案1演示程序

演示程序

1.4 方案1测试分析

// 评分 25,纯小写字母无法通过验证
console.log("aaaaaaaa".score());
// 评分 45,纯数字无法通过验证
console.log("11111111".score());
// 评分 47,小写+数字无法通过验证
console.log("aa111111".score());
// 评分 45,小写+大写无法通过验证
console.log("aaaaAAAA".score());
// 评分 50,4位密码不可能通过验证
console.log("11!!".score());
// 评分 70,5位密码可通过验证
console.log("0aA!!".score());
// 评分 67,小写+大写+数字可通过验证(8位)
console.log("aA000000".score());
// 评分 70,数字+符号可通过验证
console.log("000000!!".score());

从以上测试结果中,我们可以看出算法是十分的有效的,基本能够保证密码具有一定的安全性。但是存在的问题也很明显,其中最主要的问题是对重复或连续的字符评分过高。以测试用例中最后一个为例: 000000!!可以得到70分,但显然并不是一个非常强壮的密码。

另外,方案1最高可以得到95分,也就是说没有100分(绝对安全)的密码,这一点也是很有智慧的设计。

2 方案2

针对方案1中的不足,方案2中引入了减分机制。对于重复出现,连续出现的字符给予适当的减分,以使得密码评分更准确。同时在方案2中密码的评分基数及计算过程都十分的复杂,要想理解其中每一步的含义,请保持足够的耐心。

2.1 方案2加分项

一、密码长度:

  • 公式 :+(n*4),其中n表示密码长度

二、大写字母:

  • 公式:+((len-n)*2),其中n表示大写字母个数,len表示密码长度

三、小写字母:

  • 公式:+((len-n)*2),其中n表示小写字母个数,len表示密码长度

四、数字:

  • 公式:+(n*4),其中n表示数字个数
  • 条件:满足n < len,才能得到加分,len表示密码长度

五、符号:

  • 公式:+(n*6),其中n表示符号个数

六、位于中间的数字或符号:

  • 公式:+(n*2),其中n表示位于中间的数字或符号个数

七、最低条件得分:

  • 公式:+(n*2),其中n表示满足的最低条件条目数
  • 条件:只有满足最低条件,才能得到加分

其中最低条件的条目如下:

  • 1.密码长度不小于8位
  • 2.包含大写字母
  • 3.包含小写字母
  • 4.包含数字
  • 5.包含符号

最低条件要求满足条目1并至少满足条目2-5中的任意三条。

2.2 方案2减分项

一、只有字母:

  • 公式:-n,其中n表示字母个数

二、只有数字:

  • 公式:-n,其中n表示数字个数

三、重复字符数(大小写敏感):

该项描述复杂,具体计算方法见如下示例程序:

var pass = "1111aaDD";  //示意密码
var repChar = 0;
var repCharBonus = 0;  //得分
var len = pass.length;
for(var i = 0; i < len; i++) {
    var exists = false;
    for (var j = 0; j < len; j++) {
        if (pass[i] == pass[j] && i != j) {
            exists = true;
            repCharBonus += Math.abs(len/(j-i));
        }
    }
    if (exists) {
        repChar++;
        var unqChar = len - repChar;
        repCharBonus = (unqChar) ? Math.ceil(repCharBonus/unqChar) : Math.ceil(repCharBonus);
    }
}

四、连续大写字母:

  • 公式:-(n*2),其中n表示连续大写字母出现的次数
  • 举例:如输入AUB,则n=2

五、连续小写字母:

  • 公式:-(n*2),其中n表示连续小写字母出现的次数
  • 举例:如输入aub,则n=2

六、连续数字:

  • 公式:-(n*2),其中n表示连续数字出现的次数
  • 举例:如输入381,则n=2

七、正序或逆序字母:

  • 公式:-(n*3),其中n表示连续发生的次数

    • 正序或逆序是指字母表中的顺序
    • 不区分大小写
  • 条件:只有连续3个字母或以上,才会减分,
  • 例1:如输入ABC,则n=1
  • 例2:如输入dcBA,则n=2

八、正序或逆序数字:

  • 公式:-(n*3),其中n表示连续发生的次数
  • 条件:只有连续3个数字或以上,才会减分
  • 例1:如输入123,则n=1,
  • 例2:如输入4321,则n=2
  • 例3:如输入12,则不会减分

九、正序或逆序符号:

  • 公式:-(n*3),其中n表示连续发生的次数
  • 条件:只有连续3个符号或以上,才会减分

2.3 方案2等级划分

根据密码评分,将密码划分成以下5个等级:

  • >= 80: 非常强(VERY_STRONG)
  • >= 60: 强(STRONG)
  • >= 40: 好(GOOD)
  • >= 20: 弱(WEAK)
  • >= 0: 非常弱( VERY_WEAK)

2.4 方案2演示程序

演示程序

2.5 方案2测试分析

// 评分 0
console.log("11111111".score());
// 评分 2
console.log("aa111111".score());
// 评分 38
console.log("000000!!".score());
// 评分 76
console.log("Asdf2468".score());
// 评分 76
console.log("Mary2468".score());
// 评分 60
console.log("@dmin246".score());

从以上测试可以看出方案2较方案1有了比较大的改进和提升,尤其是对连续或重复字符上表现出色。但是方案2也存在明显的不足,主要缺点包括对人名(Mary)、单词(Story)、键盘上相连的键(Asdf)、L33T(@dmin)没法识别。

L33T:是指把拉丁字母换成数字或是特殊符号的书写形式。例如把E写成3、A写成@、to写成2、for写成4。

3 方案3 zxcvbn

3.1 简要说明

针对方案2中的不足,引入了方案3,进一步的提长密码强度。方案3完全引入一个第三方检验工具zxcvbn。

zxcvbn是一个受密码破解启发而来的密码强度估算器。它通过模式匹配和保守估计,大概可以识别大约30K左右的常规密码。主要基于美国人口普查数据,维基,美国电影,电视流行词以及其它一些常用模式,像日期,重复字符,序列字符,键盘模式和L33T会话等。

从算法的设计思想上,该方案完全秒杀基于构成的统计分析方法(前两种方法)。同时zxcvbn支持多种开发语言。因其模式的复杂及字典的存在,当前版本的zxcvbn.js大约有800多K。

要了解项目的详情及算法见zxcvbn官网:

github zxcvbn

3.2 方案3演示程序

演示程序

以上是三胖对密码强度检测算法和方案的理解和分析,不足之处还请大家多多指正!

原文链接

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