密碼為什麼會被破解？長度和不重複使用為何重要

生活中的例子

你應該看過「請設定8個字元以上，並包含大寫字母、數字與符號」的畫面。有些公司還規定「每90天變更一次」。也可能某天收到一封信：「資料已外洩，請變更您的密碼。」

然而，現在的官方指引並不建議其中幾個習慣。哪些有效、哪些無效呢？先從密碼怎麼儲存、怎麼被破解看起。

服務不會直接儲存密碼

登入時，服務想確認的只有「和註冊時的是否相同」。因此，設計良好的服務不會儲存密碼本身，而是儲存從密碼計算出來的值。

這個計算使用的是雜湊函數。不論輸入多長，都會算出固定長度的值。相同的輸入一定得到相同的值，差1個字就會變成完全不同的值。它被設計成實際上無法從值反推原本的輸入。算出來的值稱為雜湊值。

登入時，服務把輸入的密碼做同樣的計算，再和儲存的雜湊值比對。一致就視為本人。加密是只要有金鑰就能還原的方式。雜湊則根本沒有還原的步驟。這是兩者最大的不同。

因此，儲存的一方會再加上2個措施。第1個是鹽值。這是每位使用者各不相同的隨機值，先加到密碼上再計算。沒有鹽值的話，密碼相同的人會得到相同的雜湊值。攻擊者只要把常見密碼的雜湊值算一次，就能一口氣識破許多人。有了鹽值，就必須每個人重新計算。鹽值不需要保密。

第2個是刻意使用慢速的雜湊函數。一般的雜湊函數是為了算得快而設計的。密碼用的則是計算時需要花時間或記憶體的方式。代表例子是1999年發表的bcrypt，以及在2015年競賽中選出的Argon2。登入1次花0.1秒，使用者不會困擾。但對想要嘗試數十億次的攻擊者來說，就是很大的阻礙。

破解手法1：猜測常見的密碼

最簡單的手法，是嘗試大家常用的密碼。英國政府機構NCSC（國家網路安全中心）在2019年分析了外洩的密碼。全世界使用「123456」的帳號有2,320萬個。「qwerty」和「password」也名列前茅。

從收集了單字、名字、常見密碼的清單依序嘗試的方法，稱為字典攻擊。清單也會自動加入在結尾加上「1」或「!」，或把「a」換成「@」的版本。人想得到的小變化，攻擊者大多也會試。

嘗試的方式有2種。在登入畫面一個一個試，會受到次數限制或帳號鎖定，所以很慢。因此也有一種手法，是把少數常見密碼，對大量帳號各試1次。每個帳號的失敗次數少，不容易觸發鎖定。這稱為密碼噴灑攻擊，經常鎖定公司的帳號。

另一種方式，是把從服務偷來的雜湊值，拿到攻擊者自己的電腦上試。這種方式沒有次數限制。如果是快速的雜湊函數，1台GPU（處理影像用的運算裝置）每秒就能試數十億次。這就是儲存方式很重要的原因。

破解手法2：暴力破解。為什麼長度比符號有效

依序嘗試所有組合的方法，稱為暴力破解（窮舉攻擊）。如果字元是隨機挑選的，能不能抵擋這種攻擊，取決於組合的數量。組合數是「可用字元的種類數」連乘「字元數」次。

英文大寫、小寫加數字共62種。8個字元就是62連乘8次，約218兆種。即使再加上符號變成94種，也只增加約28倍。相對地，只用英文小寫但加長到12個字元，就是62種8個字元的約440倍。比起增加字元種類，每多1個字元，組合數增加得多得多。

夠長又好記的，是把單字排在一起的密碼短語。不過，單字必須用擲骰子等方式隨機挑選。名言或歌詞早就在字典攻擊的清單裡。從7,776個單字的清單挑5個，約有2,800京種。京是兆的1萬倍（見下方「從數字來看」）。

破解手法3：鎖定重複使用的「撞庫攻擊」

現在特別大的危險之一，是重複使用密碼。假設某個服務外洩了電子郵件地址和密碼的組合。攻擊者會把這份清單，自動輸入到其他服務的登入畫面。這稱為撞庫攻擊。

只要重複使用，密碼再長也沒有用，因為對方輸入的就是外洩的那串字。防範方法是每個服務用不同的密碼，以及下面說明的多因素驗證。日本總務省的「國民網路安全網站」也強烈建議不要重複使用。

破解手法4：誘使你在假網站上輸入

把人引到和真網站一模一樣的假網站，讓人輸入密碼的詐騙，稱為網路釣魚。因為是本人自己輸入，密碼再強也沒有關係。假網站也常常有鎖頭圖示。詳細說明請見「HTTPS是什麼？鎖頭圖示能保護與不能保護的事」。

對策1：夠長、各不相同，記憶交給工具

每個服務各用不同的長密碼，要記住幾十組是不可能的。這時就用密碼管理工具。它會產生密碼、加密保管，並在登入畫面自動填入。也有內建在瀏覽器或手機裡的。

多數密碼管理工具，只有在網址和登錄的網站相符時才會自動填入。如果在假網站上沒有跳出填入，就是察覺異狀的線索。不過，它是集中保管的地方，本身也會成為目標。打開它用的密碼要夠長、不在別處使用，也要設定多因素驗證。

對策2：多因素驗證與通行金鑰

確認本人的線索大致有3種：本人知道的東西（密碼等）、持有的東西（手機等）、身體的特徵（指紋或臉）。組合2種以上不同種類的方式，稱為多因素驗證。即使密碼外洩，沒有手機也無法登入。

驗證碼的傳送方式有差別。用簡訊（寄到電話號碼的簡短訊息）收到的驗證碼，比只用密碼安全得多。但如果電話號碼被盜用，驗證碼也會被搶走。美國公家機關NIST的指引（後述）也把簡訊等使用電話網路的方式，歸類為「受限制」。手機上驗證器App顯示的驗證碼，不依賴電話號碼。即使如此，在假網站上輸入，一樣會被拿去用。

消除這個弱點的是通行金鑰。使用通行金鑰時，手機或電腦會為每個網站保有一把秘密的金鑰。網站那邊只保存成對的公開用金鑰。登入時，裝置用秘密金鑰產生「簽章」送出。簽章是只有持有那把金鑰的裝置才做得出來的記號。金鑰和註冊網站的網址綁在一起，所以在假網站上無法使用。

指紋或臉，是在裝置內用來確認、讓金鑰可以使用的，並不會傳送到網站。通行金鑰以產業團體FIDO聯盟和W3C制定的標準（FIDO2與WebAuthn）為基礎。2022年5月，Apple、Google、Microsoft共同宣布將擴大支援。不過，仍有服務尚未支援。也要先確認裝置遺失時的復原方式。

官方指引如何改變

NIST（美國國家標準與技術研究院）發布了身分驗證的指引SP 800-63B。它是給美國政府機關用的，但全世界都拿來參考。2025年7月定稿的第4版（SP 800-63B-4），主要規定如下。

• 只用密碼登入時，要求15個字元以上；作為多因素驗證的一部分時，要求8個字元以上
• 最好能使用到64個字元以上
• 不得強制「一定要包含符號」等字元種類的規則
• 不得要求定期變更。但如果有外洩的證據，就要求變更
• 和常用或已外洩的密碼清單比對，符合的就不准使用
• 要能使用密碼管理工具（最好也允許貼上）

在日本，總務省的「國民網路安全網站」（2024年5月改版）也有說明。它表示如果沒有外洩等情況，就不需要定期變更。並建議不要重複使用，以及使用管理密碼的工具。長度方面，建議至少10個字元，並且是隨機排列。

總務省也認為混合數字、符號與大小寫字母「較為理想」。NIST禁止的，是把混合當成規則強制要求。兩者都重視密碼要夠長、難以預測，這一點是相同的。

常見的誤解

從數字來看

我們計算了用暴力破解試完所有組合需要的時間。假設字元或單字是隨機挑選的。平均來說，大約一半的時間就會猜中。嘗試的速度，假設為下面2種情況。

• 快速雜湊：每秒100億次（1台GPU嘗試快速方式時的參考值。2025年也有公開的測試顯示，用1台GPU嘗試快速方式之一的MD5，每秒可達1,600億次以上）
• 慢速雜湊：每秒1萬次（1台GPU嘗試以實用設定使用bcrypt等方式時的大致參考值）

單字假設從7,776個單字的清單中挑選。可以看出，比起加上符號，加長更有效。另外，在這個假設下，同一個密碼會因為儲存方式不同，時間相差100萬倍。實際的速度取決於雜湊方式和攻擊者的設備，這張表請當作參考。還有，「123456」這類常見密碼或重複使用的密碼，和這裡的計算無關，一瞬間就會被破解。

進一步學習

• 改變字元種類、長度與嘗試速度來計算：密碼暴力破解時間計算工具
• 用「位元」表示組合數的想法：資訊熵（表示難以預測程度的量）
• 通行金鑰的基礎技術：公開金鑰加密與數位簽章
• 欺騙人來套出資訊的手法：社交工程
• 多因素驗證在公司成為常態的背景：邊界防禦與零信任的差異