Oracle Password Verifier 详解

Oracle Password Verifier 详解

## 一、Password Verifier 概述

**Password Verifier（密码验证器）** 是 Oracle 数据库中用于存储和验证用户密码的核心机制。它本质上是一种经过单向哈希处理的密码表示形式，Oracle 数据库不会以明文形式存储用户密码，而是将用户输入的密码通过特定的哈希算法处理后，生成对应的 Verifier 并存储在数据字典中。当用户尝试登录时，数据库将用户输入的密码经过相同的算法处理后，与存储的 Verifier 进行比对，从而完成身份验证。

Oracle 数据库从早期版本到现代版本，Password Verifier 经历了多次演进，先后出现了 **10G、11G 和 12C** 三个主要版本。不同版本的 Verifier 采用了不同的哈希算法和安全机制，反映了数据库安全技术的不断发展。

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## 二、三种 Password Verifier 版本详解

### 1. 10G 版本 Verifier

10G 版本的 Password Verifier 是 Oracle 数据库早期使用的密码验证机制。它的生成过程相对简单：首先将用户名和密码转换为大写形式（不区分大小写），然后进行拼接，最后使用 MD5 算法进行哈希处理。

**特点：**
- **不区分大小写**：用户名和密码在哈希前都被转换为大写，因此 `Password` 和 `password` 被视为相同的密码。
- **基于 MD5 算法**：MD5 是一种较早的哈希算法，虽然计算速度快，但安全性相对较低，容易受到彩虹表攻击和暴力破解。
- **无 Salt 机制**：10G 版本的 Verifier 在哈希过程中没有引入随机 Salt 值，相同密码在不同用户或不同数据库中生成的哈希值完全相同，进一步降低了安全性。
- **存储位置**：Verifier 存储在 `SYS.USER$` 表的 `PASSWORD` 列中。

由于上述安全缺陷，Oracle 官方强烈建议不再使用 10G 版本的 Verifier。

### 2. 11G 版本 Verifier

11G 版本的 Password Verifier 在 10G 的基础上进行了显著的安全增强，引入了 Salt 机制和更复杂的哈希算法。

**生成过程：**
1. 将密码转换为 UTF-8 编码的字节数组（区分大小写）。
2. 生成一个 10 字节的随机 Salt 值。
3. 将 Salt 与密码进行拼接。
4. 使用基于 SHA-1 的哈希算法（HMAC-SHA-1）进行 4096 轮迭代哈希处理。
5. 最终生成一个包含 Salt 和哈希值的复合字符串。

**特点：**
- **区分大小写**：与 10G 不同，11G 版本的 Verifier 对密码的大小写敏感。
- **引入 Salt 机制**：每个密码都附带一个随机 Salt 值，即使两个用户使用相同的密码，生成的 Verifier 也完全不同，有效抵御彩虹表攻击。
- **迭代哈希**：4096 轮迭代哈希增加了暴力破解的计算成本。
- **存储位置**：Verifier 存储在 `SYS.USER$` 表的 `SPARE4` 列中，格式为 `S:HASH_VALUE:SALT`。

11G 版本的 Verifier 在安全性上有了质的飞跃，成为 Oracle 11g 及后续版本中的标准密码验证机制。

### 3. 12C 版本 Verifier

12C 版本的 Password Verifier 是 Oracle 数据库目前最安全的密码验证机制，采用了现代密码学标准。

**生成过程：**
1. 将密码转换为 UTF-8 编码的字节数组。
2. 生成一个 16 字节的随机 Salt 值。
3. 使用基于 PBKDF2（Password-Based Key Derivation Function 2）的算法。
4. 采用 SHA-512 作为底层哈希算法，进行 126,000 轮迭代。
5. 最终生成一个高度安全的复合 Verifier。

**特点：**
- **区分大小写**：与 11G 一致，密码大小写敏感。
- **更强的 Salt**：16 字节的 Salt 值提供了更大的随机空间。
- **SHA-512 算法**：相比 SHA-1，SHA-512 具有更长的输出长度和更高的抗碰撞性。
- **高迭代次数**：126,000 轮迭代大幅提升了暴力破解的难度。
- **存储位置**：Verifier 存储在 `SYS.USER$` 表的 `SPARE4` 列中，格式为 `T:HASH_VALUE:SALT`。

12C 版本的 Verifier 符合现代密码安全标准，是 Oracle 推荐使用的密码验证机制。

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## 三、SQLNET.ALLOWED_LOGON_VERSION_SERVER 参数

`SQLNET.ALLOWED_LOGON_VERSION_SERVER` 是控制数据库服务器端密码验证行为的关键参数，它决定了数据库在创建新用户或修改密码时生成哪些版本的 Verifier，同时也影响客户端连接时允许的最低密码版本。

**参数值与生成 Verifier 的对应关系：**

| 参数值 | 生成的 Password Verifier 版本 | 说明 |
|--------|---------------------------|------|
| `12a` | 仅 12C | 最高安全级别，仅支持 12C Verifier |
| `12` | 11G、12C | Oracle 19c 默认值，兼顾兼容性和安全性 |
| `11` | 10G、11G、12C | 向后兼容，支持所有版本 |
| `10` | 10G、11G、12C | 向后兼容，支持所有版本 |
| `9`、`8` | 10G、11G、12C | 向后兼容，支持所有版本 |

在 Oracle 19c 中，该参数的默认值为 `12`。这意味着当使用 DEFAULT Profile 创建新用户或修改密码时，Oracle 会自动生成 **11G 和 12C** 两个版本的 Verifier，而不会生成 10G 版本。这种设计既保证了与较新客户端的兼容性（12C），又保留了对部分旧客户端的支持（11G），同时避免了使用安全性较差的 10G Verifier。

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## 四、Password Verifier 的查看与管理

### 查看用户的 Password Verifier

可以通过查询 `SYS.USER$` 表来查看用户的 Password Verifier 信息：

```sql
SELECT username, password, spare4
FROM sys.user$
WHERE username = 'YOUR_USER';
```

- `PASSWORD` 列：存储 10G 版本的 Verifier（如果存在）。
- `SPARE4` 列：存储 11G 和 12C 版本的 Verifier，格式如下：
- `S:HASH:SALT` — 11G 版本
- `T:HASH:SALT` — 12C 版本

### 查看数据库中所有用户的密码版本

```sql
SELECT username, password_versions
FROM dba_users;
```

`PASSWORD_VERSIONS` 列会显示该用户当前拥有的 Verifier 版本，例如 `11G 12C`。

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## 五、安全建议与最佳实践

1. **避免使用 10G Verifier**：由于 10G 版本存在严重的安全缺陷，建议将 `SQLNET.ALLOWED_LOGON_VERSION_SERVER` 设置为 `12` 或更高，避免生成 10G Verifier。

2. **逐步升级到 12C Verifier**：对于仍在使用 11G Verifier 的用户，建议在密码到期或主动修改密码时，通过设置参数为 `12a` 强制仅生成 12C Verifier。

3. **定期审计密码版本**：定期执行以下查询，识别仍在使用低版本 Verifier 的用户：
```sql
SELECT username, password_versions
FROM dba_users
WHERE password_versions LIKE '%10G%';
```

4. **配合 Profile 密码策略**：通过 Oracle Profile 功能设置密码复杂度、过期时间、重用限制等策略，与 Password Verifier 机制协同提升整体安全性。

5. **监控登录行为**：结合数据库审计功能，监控异常登录尝试，及时发现潜在的密码破解攻击。

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## 六、总结

Oracle 的 Password Verifier 机制从 10G 到 12C 的演进，体现了数据库安全技术从简单哈希到现代密码学的跨越。10G 版本基于不安全的 MD5 算法且无 Salt 机制，已被淘汰；11G 版本引入了 Salt 和迭代哈希，安全性大幅提升；12C 版本采用 PBKDF2 和 SHA-512，符合现代密码安全标准。在 Oracle 19c 中，默认配置下（`SQLNET.ALLOWED_LOGON_VERSION_SERVER=12`），新用户会同时生成 11G 和 12C 两个版本的 Verifier，这种设计在安全性与兼容性之间取得了良好的平衡。数据库管理员应根据实际环境需求，合理配置密码验证参数，确保数据库身份验证的安全性和可靠性。