本文是IEEE Journal Watch系列的一部分，與IEEE Xplore合作發(fā)布。

大多數(shù)人對(duì)反復(fù)輸入密碼卻被鎖定賬戶的經(jīng)歷都不陌生，這往往引發(fā)一個(gè)惡性循環(huán)——不斷設(shè)置新密碼，又很快將其遺忘。密碼管理器雖然可以幫助解決這一問(wèn)題，但一旦保存的密碼遭到泄露，同樣面臨風(fēng)險(xiǎn)。

不過(guò)，有一種不同的解決方案，無(wú)需將密碼保存在服務(wù)器上，只需要用戶記住一個(gè)容易記憶、甚至可以寫(xiě)在紙上的主密碼。

在一項(xiàng)近期研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)用戶愿意多完成一個(gè)額外步驟來(lái)使用這種方式登錄賬戶，并普遍認(rèn)為其比傳統(tǒng)手動(dòng)輸入密碼更安全、更易用。相關(guān)成果已于2月27日發(fā)表在《IEEE Internet Computing》期刊上。

跨平臺(tái)多賬戶密碼管理的難題

要記住多個(gè)賬戶的不同密碼，對(duì)大多數(shù)人來(lái)說(shuō)是一大挑戰(zhàn)。密碼管理器通過(guò)將加密密碼存儲(chǔ)在安全的在線"保險(xiǎn)庫(kù)"中，省去了記憶每個(gè)密碼的麻煩。然而，這些保險(xiǎn)庫(kù)同樣可能被黑客攻破——攻擊者可以入侵保險(xiǎn)庫(kù)所在的服務(wù)器，或通過(guò)入侵用戶自己的設(shè)備來(lái)竊取密碼。

為了克服上述挑戰(zhàn)，一支研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一款不存儲(chǔ)密碼的密碼管理工具——HIPPO（Hidden-Password Online Password，隱藏密碼在線密碼系統(tǒng)），其以瀏覽器擴(kuò)展插件的形式運(yùn)行。

HIPPO的工作原理

用戶只需記住或?qū)懴乱粋€(gè)主密碼。每當(dāng)訪問(wèn)需要登錄的網(wǎng)站時(shí)，輸入主密碼后，HIPPO便會(huì)即時(shí)生成該網(wǎng)站專屬的密碼。

具體流程如下：HIPPO瀏覽器擴(kuò)展首先對(duì)主密碼應(yīng)用一種名為"遺忘偽隨機(jī)函數(shù)"（Oblivious Pseudorandom Function）的密碼學(xué)算法，生成一個(gè)特定于該網(wǎng)站的"掩碼"密碼，并將其發(fā)送至HIPPO服務(wù)器。服務(wù)器隨后使用自身的秘密密鑰進(jìn)行處理，再將結(jié)果返回給瀏覽器。瀏覽器移除臨時(shí)掩碼后，利用最終結(jié)果即時(shí)生成該網(wǎng)站專屬密碼。

"可以把它想象成一臺(tái)計(jì)算器，每次訪問(wèn)網(wǎng)站時(shí)都能即時(shí)計(jì)算出完全相同的復(fù)雜密碼，從而無(wú)需將其保存在任何地方，"沙特阿拉伯賈贊大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)助理教授、HIPPO聯(lián)合創(chuàng)始人Mohammed Jubur表示。"主密鑰和派生的網(wǎng)站密碼既不會(huì)存儲(chǔ)在本地，也不會(huì)存儲(chǔ)在遠(yuǎn)程服務(wù)器上——即時(shí)生成的密碼會(huì)直接自動(dòng)填入目標(biāo)網(wǎng)站的登錄框。"

用戶測(cè)試結(jié)果

在研究中，Jubur及其同事邀請(qǐng)了25名志愿者對(duì)HIPPO進(jìn)行評(píng)估，并與傳統(tǒng)手動(dòng)輸入密碼的方式進(jìn)行比較。參與者需要用一張紙上給出的密碼完成賬戶注冊(cè)，然后分別用傳統(tǒng)方式和HIPPO各登錄10次，并對(duì)感知安全性、易用性等維度進(jìn)行評(píng)分。

結(jié)果顯示，用戶對(duì)兩種方式的可用性評(píng)分均為"良好"。但Jubur指出："參與者認(rèn)為HIPPO在安全性和可信度方面明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的僅憑密碼登錄方式。"

在感知安全性方面，HIPPO平均得分為4.04分（滿分5分），而傳統(tǒng)手動(dòng)輸入密碼僅獲得3.09分。在信任度方面，HIPPO同樣以4.00分領(lǐng)先于傳統(tǒng)方式的3.30分。

研究人員還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)出乎意料的結(jié)果：盡管HIPPO需要額外的激活步驟（例如按下F2鍵或輸入"@@"等前綴來(lái)觸發(fā)密碼生成模式），用戶仍然反映HIPPO更易于使用。

"我們最初預(yù)期HIPPO的易用性只是與傳統(tǒng)方式相當(dāng)，"HIPPO聯(lián)合創(chuàng)始人、德克薩斯A&M大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系教授兼全球網(wǎng)絡(luò)研究所（GCRI）副所長(zhǎng)Nitesh Saxena解釋道。"然而，參與者發(fā)現(xiàn)反復(fù)輸入復(fù)雜隨機(jī)密碼所帶來(lái)的認(rèn)知負(fù)擔(dān)非常繁重，以至于即便是需要額外步驟的工具，也能夠改善他們的使用體驗(yàn)。"

研究人員指出，此次研究規(guī)模較小，且僅為單次實(shí)驗(yàn)，因此還需要開(kāi)展更長(zhǎng)周期的后續(xù)研究，以進(jìn)一步評(píng)估HIPPO的實(shí)際表現(xiàn)。

Jubur補(bǔ)充道，團(tuán)隊(duì)未來(lái)計(jì)劃評(píng)估更多長(zhǎng)期使用場(chǎng)景，例如測(cè)量HIPPO的操作完成時(shí)間、錯(cuò)誤率以及賬戶鎖定風(fēng)險(xiǎn)。

"我們還計(jì)劃評(píng)估當(dāng)用戶需要更換主密碼時(shí)的用戶體驗(yàn)，以及由此帶來(lái)的賬戶鎖定風(fēng)險(xiǎn)——因?yàn)橐坏└鼡Q主密碼，用戶就必須更新所有關(guān)聯(lián)網(wǎng)站的登錄憑證，"他說(shuō)道。

Q&A

Q1：HIPPO是什么？它是如何保護(hù)密碼安全的？

A：HIPPO（Hidden-Password Online Password）是一種以瀏覽器擴(kuò)展形式運(yùn)行的密碼管理工具。用戶只需記住一個(gè)主密碼，每次登錄網(wǎng)站時(shí)，HIPPO會(huì)通過(guò)密碼學(xué)算法即時(shí)生成該網(wǎng)站專屬密碼，并自動(dòng)填入登錄框。整個(gè)過(guò)程中，主密碼和生成的網(wǎng)站密碼都不會(huì)被存儲(chǔ)在本地或服務(wù)器上，從根本上消除了密碼泄露的風(fēng)險(xiǎn)。

Q2：HIPPO和傳統(tǒng)密碼管理器有什么區(qū)別？

A：傳統(tǒng)密碼管理器將加密密碼存儲(chǔ)在在線"保險(xiǎn)庫(kù)"中，存在服務(wù)器被黑客攻擊或用戶設(shè)備被入侵導(dǎo)致密碼泄露的風(fēng)險(xiǎn)。而HIPPO完全不存儲(chǔ)密碼，每次登錄時(shí)都通過(guò)算法即時(shí)推導(dǎo)生成專屬密碼，服務(wù)器本身也無(wú)法獲知完整密碼，安全性更高。

Q3：HIPPO使用起來(lái)方便嗎？普通用戶能接受嗎？

A：根據(jù)研究中25名志愿者的測(cè)試結(jié)果，盡管HIPPO需要額外的激活步驟（如按F2鍵或輸入特定前綴），用戶的易用性評(píng)分仍高于傳統(tǒng)手動(dòng)輸入密碼方式。研究人員認(rèn)為，反復(fù)輸入復(fù)雜密碼的認(rèn)知負(fù)擔(dān)遠(yuǎn)大于多一個(gè)激活步驟，因此HIPPO反而讓用戶感覺(jué)更輕松。