Ещё об оценке стойкости пароля

Недавние обзоры существующих инструментов оценки паролей (Оценка стойкости пароля от Google, Алгоритм оценки стойкости пароля от Microsoft (Часть 1) и Алгоритм оценки стойкости пароля от Microsoft (Часть 2)), сделанные Juggler, подтолкнули меня к мысли поделиться своими «находками». В данной статье приводится описание ещё некоторых подходов к оценке сложности паролей.

Анализатор паролей SeaMonkey

Этот анализатор паролей разработан как часть проекта SeaMonkey – свободного набора программ для работы в Internet, созданного и поддерживаемого организацией Seamonkey Council, выделившейся из Mozilla Foundation. Сам механизм анализа пароля является частью JavaScript библиотеки по работе с паролями. Алгоритм его работы заключается в вычислении веса пароля, основывающемся на данных о символах, из которых этот пароль составлен. Вес пароля вычисляется по следующей формуле:
pwstrength = ((pwlength * 10) - 20) + (numeric * 10) + (numsymbols * 15) + (upper * 10), где

• pwlength равно 5, если количество символов в пароле больше 5, или равно длине пароля;
• numeric равно 3, если количество цифр в пароле больше 3, в противном случае — равно количеству цифр;
• numsymbols считается равным 3, если число символов в пароле, отличных от букв, цифр и знаков подчёркивания, больше 3, иначе — количеству таких символов;
• upper равно 3, если количество букв в верхнем регистре больше 3, или количеству заглавных букв в противном случае.

После вычисления вес пароля нормируется таким образом, чтобы его значение заключалось в интервале от 0 до 100. Нормировка проводится в том случае, когда значение веса не попадает в этот диапазон. В случае когда pwstrength меньше 0, значение pwstrength приравнивают к нулю, а когда больше 0, значение веса устанавливают равным 100. Ранжирование же пароля по степени стойкости оставлено на усмотрение разработчиков, использующих библиотеку.
Как видно, описанный анализатор не использует никаких проверок с использованием словарей, что делает его оценки несколько однобокими, и, вероятно, менее точными по сравнению с программами от Google и Microsoft, рассмотренными выше.

Password Strength Meter (jQuery plugin)

Ещё одним вариантом оценщика пароля, работающего на клиентской стороне, является Password Strength Meter (архив с плагином) – плагин, разработанный для JavaScript фреймворка jQuery.
Процедура оценки работает следующим образом. Известно множество качеств, обладая которыми пароль увеличивает или уменьшает свою стойкость к подбору. Каждое такое качество имеет свой строго определённый вес. Алгоритм заключается в поэтапной проверке наличия у пароля этих качеств и, в случае их присутствия происходит увеличения суммарного веса пароля, по величине которого после просмотра всех характеристик делается заключение об уровне стойкости пароля.
Рассмотрим полный алгоритм процедуры оценки пароля:

1. Вес пароля устанавливается равным нулю.
2. Если длина пароля менее 4 символов, то работа алгоритма заканчивается и возвращается результат “слишком короткий пароль”. Иначе переходим к шагу 3.
3. Вес пароля увеличиваем на величину 4 * len, где len – длина пароля.
4. Осуществляется попытка сжатия пароля по следующему алгоритму. Если в пароле встречается подстрока вида SS, где S – строка длины 1, то первая часть этой подстроки удаляется и сжатие продолжается с позиции начала второй части этой подстроки. Например, применяя этот алгоритм к строке aaabbcab, на выходе получим строку abcab. После выполнения операции сжатия вес пароля уменьшается на величину len — lenCompress, где len – длина пароля, а lenCompress – длина пароля после сжатия.
5. Проводятся попытки сжатия пароля для случаев строк S длинной 2, 3 и 4 символов. Вес пароля уменьшается аналогично на величину len — lenCompress. Отметим, что сжатие каждый раз производится на проверяемом пароле, а не строках, полученных на предыдущих попытках.
6. Если пароль содержит не меньше 3 цифр, то увеличить вес на 5.
7. Если пароль содержит не менее 2 знаков, то увеличить вес на 5.
8. Если пароль содержит буквы как в верхнем так и в нижнем регистрах, то увеличить вес пароля на 10.
9. Если пароль содержит буквы и цифры, то увеличить вес пароля на 15.
10. Если пароль содержит знаки и цифры, то увеличить вес на 15.
11. Если пароль содержит буквы и знаки, то увеличить вес на 15.
12. Если пароль состоит только из букв или только из цифр, то уменьшить вес пароля на 10.
13. Если вес пароля меньше 0, то установить его равным 0. Если больше 100, то установить равным 100.
14. Пароль, вес которого меньше 34, признаётся “слабым”. Если вес от 34 до 67, то пароль относится к категории “хороший”, а если более 67, то пароль считается “отличным”.

Рассмотренный анализатор также как и продукт от SeaMonkey, не проводит проверку пароля по какому-либо словарю. К тому же остаётся открытым вопрос об обоснованности выбора тех или иных значений весовых коэфициентов при формировании оценки пароля.
Доступна страница, демонстрирующая возможность данного плагина.

Cornell University — Password Strength Checker

Официальный on-line сервис, предоставляемый центром безопасности Корнелльского университета (Итака, США). С его помощью пользователи могут проверить свой пароль, заполнив web-форму и отправив его на проверку. Оценка пароля, как и в случае с сервисом Google, производится на стороне сервера.
Реализация алгоритма не раскрыта для общего доступа, однако в описании сервиса указаны требования, которым должен удовлетворять пароль, чтобы проверка прошла успешно:

1. пароль должен иметь длину не менее 8 символов;
2. при составлении пароля используются символы по крайней мере трёх алфавитов из следующего списка:
   • заглавные латинские буквы
   • строчные латинские буквы
   • цифры
   • специальные знаки (такие как ! * ( ) : |)
3. пароль не должен содержать слов из словаря;
4. пароль не должен содержать последовательностей повторяющихся букв (например, ААА) и последовательностей вида abc, qwerty, 123, 321.

Эти требования должны строго выполняться. Если хотя бы какое-то требование не выполняется, то пароль признаётся ненадёжным.
К такому подходу можно сделать следующее критическое замечания. Так пароль произвольно большой длины, например, какое-то предложение на естественном языке, не будет удовлетворять условию №3, что автоматически обеспечит паролю низкую оценку, хотя это, может быть, и не совсем оправдано.

Password Strength Tester

JavaScript анализатор паролей, который разрабатывается и поддерживается в рамках проекта Rumkin.com.
Алгоритм оценки, реализованный в данном анализаторе, основывается на общих положениях теории информации. В качестве основной оценки пароля используется его энтропия, вычисление которой производится с использование таблиц диграмм для английского языка.
Под энтропией (информационной ёмкостью) пароля понимается мера случайности выбора последовательности символов, составляющих пароль, оцененная методами теории информации.

Информационная ёмкость E измеряется в битах и характеризует стойкость к подбору пароля методом полного перебора при условии отсутствия априорной информации о характере пароля и применении злоумышленником оптимальной стратегии перебора, при которой среднее ожидаемое количество попыток до наступления удачной равняется 2^E-1. По утверждению создателя этого оценщика с целью уменьшения загружаемого на клиентскую сторону объёма информации все небуквенные символы были объединены в одну группу. Эта группа выступает неким универсальным символом, который и используется в частотной таблице. Как отмечает разработчик, при данном допущении значение получаемой энтропии будет меньше, нежели в случае, когда в частотной таблице все символы представлены раздельно.
В зависимости от полученного значения энтропии паролю присваивается соответствующая характеристика его стойкости.

Резюме

В рассмотренных выше программах используются различные способы оценки паролей, причём в каждой из них акцент сделан на оценку лишь какого-то определённого свойства пароля. Так анализатор паролей для проекта SeaMonkey в качестве основы для оценки использует знания о длине пароля и количестве символах из того или иного алфавита, используемых при построении пароля. В плагине Password Strength Meter для jQuery при оценке осуществляется выявление паролей построенных путём повторения групп символов. Особо следует отметить проект Password Strength Tester, в котором используется математическая модель, построенная на основе положений теории информации.

Необходимо сказать, что в рассмотренных программных решениях существуют ряд проблем, не позволяющих считать оценку уровня надёжности пароля полной. Так on-line анализаторы, реализованные посредствам сценариев JavaScript, выполняемых на клиентской стороне, ограничены в своих ресурсах, что исключает возможность осуществлять проверку по словарям больших объёмов. В тоже время вариант проверки пароля на стороне сервера хотя и решает проблему использования словарей, однако оставляет открытым вопрос о надёжности передачи и, главное, защищённости оцениваемого пароля от несанкционированного использования. В последнем случае пользователь может надеяться лишь на то, что обработку пароля проводит сервер, выполняющий лишь «чистые» операции, а не служащий поставщиком информации для злоумышленников.
Кроме этого, следует отметить, что все рассмотренные программные продукты не поддерживают оценку паролей, содержащих буквы кириллицы.