AegixPass V2 算法核心设计

AegixPass V2 是一种确定性派生密码生成算法，其输出只依赖于输入的主密码、区分密钥和预设配置。相同输入、相同预设和相同实现版本必须生成相同输出。所有文本输入与文件内容均按 UTF-8 处理。

其主要特点和设计原则如下：

  • 确定性 (Deterministic)：算法设计目的为可复现的密码派生过程，仅使用可固定复现的随机序列来完成密码生成操作，不依赖任何外部或硬件随机源。
  • 不可逆性 (Irreversible)：通过强大的单向加密哈希函数来处理输入，确保即使获取了生成的密码和预设，也无法反推出主密码。
  • 复杂度保证 (Complexity Guarantee)：算法确保最终生成的密码中，至少包含一个来自每个指定字符集（charsets）的字符。
  • 抗碰撞性 (Collision Resistance)：主密码、区分密钥或预设配置中任何微小的变化，都会通过哈希雪崩效应，导致最终密码发生巨大改变。

算法核心输入

算法的运作依赖于以下三个核心输入：

主密码 (password_source)

用户持有的核心秘密，程序永不存储。

区分密钥 (distinguish_key)

用于为不同服务（如网站域名或应用名称）生成不同密码的变量，作为区分生成结果的盐值。

预设 (preset)

一个 JSON 对象，定义了密码生成的所有参数。其结构如下：

{
  "name": "AegixPass - Default",
  "version": 2,
  "fastHashAlgorithm": "sha256",
  "slowHashAlgorithm": "argon2id",
  "rngAlgorithm": "chaCha20",
  "length": 16,
  "platformId": "aegixpass.takuron.com",
  "charsets": [
    "0123456789",
    "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz",
    "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ",
    "!@#$%^&*_+-="
  ]
}
  • name: 预设名称，仅用于展示或识别。
  • version: 算法的版本，V2 固定为 2。
  • fastHashAlgorithm: 快哈希算法，用于预处理 platformId 和 password_source。
  • slowHashAlgorithm: 慢哈希/密钥派生算法，用于生成 32 字节主种子。
  • rngAlgorithm: 确定性随机序列算法，用于从主种子生成字符选择序列。
  • length: 密码总长度，按 Unicode 标量值字符数计算。
  • platformId: 平台 ID；参与慢哈希输入，同时经快哈希后作为慢哈希的盐值（即初始偏移量）。
  • charsets: 字符集分组；最终密码保证每个分组至少出现 1 个字符。

详细算法流程

密码的生成过程严格遵循以下几个关键阶段：

阶段 A: 输入验证

在开始计算前，程序会进行严格的输入检查，以避免产生不安全或无效的结果。

  • 非空验证：确保主密码 (password_source) 和区分密钥 (distinguish_key) 均不为空。
  • 版本验证：确保 version 必须为 2。
  • 长度验证：确保请求的密码长度 (length) 必须大于或等于字符集分组的数量 (charsets.length)。
  • 字符集验证：确保 charsets 中每个字符串都至少包含一个字符（不能为空）。

阶段 B: 生成主种子 (Master Seed)

主种子生成是 V2 的核心：先用快哈希预处理关键输入，再用慢哈希生成固定长度种子。

  1. 快哈希预处理：对 platformId 和 password_source 分别执行 fastHashAlgorithm：
    • fast_hashed_salt = FastHash(platformId)：得到 32 字节二进制值，用作后续慢哈希的盐值（即初始偏移量）。
    • fast_hashed_password = FastHash(password_source)
    • fast_hashed_password_hex = LowerHex(fast_hashed_password)：转换为 64 个字符的小写十六进制字符串（格式必须使用小写字母，每个字节占两位，例如 {:02x}）。
  2. 拼接输入数据：将输入组合为固定格式字符串：
    • 格式: "AegixPass_V{version}:{platformId}:{length}:{fast_hashed_password_hex}:{distinguish_key}:{charsets_json}"
    • 注意：charsets_json 必须由标准 JSON 序列化得到（例如 ["0123456789","abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"]），不添加额外空格。这里的 {platformId} 是原始字符串。
  3. 慢哈希派生：使用 slowHashAlgorithm 生成 32 字节的 master_seed。
    • 确定性盐值（初始偏移量）：为了保证确定性，将第 1 步生成的 fast_hashed_salt（即 FastHash(platformId)）直接作为慢哈希算法的盐值（salt/offset）。
    • 执行密钥派生：
      • 对于 Argon2id（必选）：使用 Argon2id 模式，Argon2 v1.3，结合参数（内存成本: 19456 KiB 约 19 MiB，迭代次数: 2，并行度: 1），处理输入数据和确定的盐值/偏移量，输出 32 字节。
      • 对于 Scrypt（可选）：结合参数（N=32768, r=8, p=1），处理输入数据和确定的盐值/偏移量，输出 32 字节。

阶段 C: 保证每个字符集至少出现一次 (字符集保证)

使用 master_seed 创建预设指定的确定性 RNG（如 ChaCha20）。不引入额外的随机 nonce 或系统随机数。随后按 charsets 数组顺序遍历每个分组：

  1. 将当前字符集字符串按 Unicode 标量值拆分为字符数组。
  2. 使用 RNG 获取一个随机数。这里必须使用无偏的范围随机数生成逻辑（拒绝采样），生成 [0, chars.len()) 范围内的索引。
  3. 取对应索引的字符加入初始密码数组中。

阶段 D: 填充密码剩余长度

若此时密码数组的长度仍小于用户指定的 length：

  1. 合并字符集：按 charsets 原始顺序拼接所有字符集，形成合并字符池。池中的重复字符会提高该字符被抽中的权重，这属于预期的确定性行为，不能去重。
  2. 填充字符：循环抽取字符，直到长度达到 length。每次抽取都继续使用阶段 C 中同一个 RNG 实例和无偏范围随机数生成逻辑。

阶段 E: 最终整体洗牌

为了消除阶段 C 中引入的、保证性字符位置的任何可预测性，需要对整个密码数组进行最后一次确定性的 Fisher-Yates 洗牌。

  1. 使用同一 RNG 流：继续共享并使用前文的同一个 RNG 实例进行操作。
  2. Fisher-Yates 洗牌：从后向前遍历密码数组，对于每个位置 i（从 len - 1 递减到 1），使用无偏范围随机数（拒绝采样）生成一个 [0, i] 范围内的随机索引 j，然后交换位置 i 和 j 的字符。

阶段 F: 组合并返回

将最终洗牌后的字符数组组合成一个字符串，并返回给用户。

跨平台实现注意事项

  • 字符编码：所有文件和字符串输入必须使用 UTF-8。字符索引基于 Unicode 标量值，而不是字节偏移。
  • 快哈希十六进制：快哈希结果转十六进制时必须使用小写字母。
  • RNG 生命周期：RNG 仅从 32 字节的 master_seed 初始化。阶段 C、D、E 必须共享同一个 RNG 实例，绝对不能分别重新初始化。
  • 无偏范围随机数：生成范围随机数必须使用拒绝采样，避免简单大数取模导致的分布偏差。调用方需确保随机范围大于 0。

算法实现等级

为保证跨平台兼容性，V2 针对不同环境的密码学依赖能力，定义了“必选实现”和“可选实现”：

必选实现

所有兼容 V2 的实现都应支持：

  • 快哈希: sha256, sha3_256
  • 慢哈希: argon2id
  • 随机序列: chaCha20

可选实现

以下算法可以由实现方按需支持。若不支持，应在解析预设或执行算法前返回明确错误，绝不能静默回退：

  • 快哈希: blake3
  • 慢哈希: scrypt
  • 随机序列: hc128

通过以上步骤，AegixPass V2 算法确保了在任何兼容的实现上，只要输入完全一致，输出的密码也必然完全相同，同时提供高强度的安全保障。

AegixPass Logo AegixPass
暗色模式