Argon2 是一種密碼雜湊 (password hashing) 演算法，也是 2015 年密碼雜湊競賽（PHC, Password Hashing Competition） 的獲勝者。它被設計來安全地儲存密碼，抵抗暴力破解和 GPU / ASIC 攻擊。
特性
Memory-hard：需要大量記憶體計算，增加硬體破解成本。
Time-cost adjustable：可設定運算次數（iterations），增加雜湊延遲。
Parallelism：支援多執行緒並行計算。
三種變體：
Argon2d：可抵抗 GPU 破解，記憶體存取取決於輸入密碼，但對側信道攻擊 side‑channel attack 敏感。Argon2i：可抵抗側信道攻擊，使用固定存取模式，但稍慢。Argon2id：混合模式，推薦用於大多數應用（兼顧 GPU 攻擊與側信道安全）。
側信道攻擊 side‑channel attack
側信道攻擊不是直接破解演算法數學弱點，而是利用系統在執行時「洩漏的額外資訊」來恢復密碼、金鑰。這些洩漏資訊稱為「側信道」，常見類型有：
時間（Timing）：根據運算花費時間推斷內部邏輯或資料（例如不同輸入導致不同記憶體存取時間）。
快取/記憶體訪問模式（Cache / Memory access）：透過觀察 CPU cache 命中/未命中或記憶體訪問順序推測密碼相關資料。
電力（Power analysis）：量測設備耗電曲線（特別在智慧卡、嵌入式裝置）來推斷內部運算。
電磁輻射（EM）：接收設備發出的電磁洩漏訊號。
分支/投機執行漏洞（Spectre/Speculative exec）：利用微架構行為取得不該看到的記憶體內容。
I/O 或錯誤回應差異：例如錯誤訊息長短或序列差異可洩漏資訊。
側信道攻擊常見條件：攻擊者和目標在同一台機器或共用硬體資源（例如 cloud 共宿主、虛擬機、瀏覽器 JS 高解析計時）或在物理近距離（電力/EM）時更容易成功。遠端網路時延雜訊大，攻擊難度上升但並非不可能（需大量樣本與高解析度計時）。
若攻擊者只有透過網路遠端（無共用硬體且無高解析計時），側信道攻擊較難。
三種變體
在記憶體存取模式上不同
Argon2d
記憶體存取依賴輸入（data‑dependent）。
優點：對 GPU / ASIC 破解更抗（memory‑hard），但容易洩漏記憶體訪問模式，因此對於有本地或共宿主攻擊者（能觀察 cache/access pattern）的系統 較不安全。
Argon2i
記憶體存取獨立於輸入（data‑independent），以固定/預定方式存取記憶體。
優點：較能抵抗側信道攻擊（尤其是記憶體訪問/快取型）；缺點：通常較慢，對某些攻擊（GPU 的大量平行 brute force）耐性較弱。
Argon2id
混合模式：先用 Argon2i 的 data‑independent pass 再用 Argon2d 的 data‑dependent pass（或類似組合）。
建議：大多數情況使用 Argon2id —— 在兼顧側信道與 GPU 抗性間取得平衡，是常見推薦選擇。
java example
<dependency>
<groupId>org.bouncycastle</groupId>
<artifactId>bcprov-jdk18on</artifactId>
<version>1.82</version>
</dependency>Argon2BouncyCastleExample.java
import org.bouncycastle.crypto.params.Argon2Parameters;
import org.bouncycastle.crypto.generators.Argon2BytesGenerator;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.security.SecureRandom;
import java.util.Base64;
import java.util.Arrays;
public class Argon2BouncyCastleExample {
// 產生隨機 salt
private static byte[] generateSalt(int length) {
byte[] salt = new byte[length];
new SecureRandom().nextBytes(salt);
return salt;
}
// 將密碼 hash
public static String hashPassword(String password, byte[] salt) {
// 設定參數
Argon2Parameters.Builder builder = new Argon2Parameters.Builder(Argon2Parameters.ARGON2_id)
.withSalt(salt)
.withIterations(3) // 運算次數
.withMemoryAsKB(65536) // 記憶體使用量 KB (64 MB)
.withParallelism(2); // 併行線程數
Argon2BytesGenerator generator = new Argon2BytesGenerator();
generator.init(builder.build());
byte[] hash = new byte[32]; // 32 bytes hash
generator.generateBytes(password.toCharArray(), hash, 0, hash.length);
// 回傳 base64 編碼
return Base64.getEncoder().encodeToString(hash);
}
// 驗證密碼
public static boolean verifyPassword(String password, String expectedHashBase64, byte[] salt) {
String hashToCheck = hashPassword(password, salt);
return Arrays.equals(Base64.getDecoder().decode(hashToCheck), Base64.getDecoder().decode(expectedHashBase64));
}
public static void main(String[] args) {
String password = "MyPassword123!";
byte[] salt = generateSalt(16); // 16 bytes salt
// hash
String hash = hashPassword(password, salt);
System.out.println("Salt (Base64): " + Base64.getEncoder().encodeToString(salt));
System.out.println("Hash (Base64): " + hash);
// 驗證
boolean ok = verifyPassword(password, hash, salt);
System.out.println("Password verified: " + ok);
// 測試錯誤密碼
boolean fail = verifyPassword("wrongPassword", hash, salt);
System.out.println("Wrong password verified: " + fail);
}
}執行結果
Salt (Base64): Uivew8iBmhiZaz7Wv2nSDw==
Hash (Base64): Ldm2DksAcnhUIHyJ4v4uzJJwLd5A2YIhTMn3277/tDU=
Password verified: true
Wrong password verified: false