一种基于GPU的针对口令密码的混合破解模式优化方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于GPU的针对口令密码的混合破解模式优化方法和装置。该方法的步骤包括：设置包含掩码、字典、规则的混合破解模式；基于GPU，按照混合破解模式中的不同破解模式生成口令集；基于GPU，根据生成的口令集执行密文破解任务并获得破解结果。本发明专利技术采用高性能计算的方式：CPU+GPU协同计算，在速度上较串行版本有大提升；本发明专利技术支持7种破解模式，为了丰富候选口令形式，提高破解率，提出字典+掩码+规则混合破解模式。本发明专利技术在GPU架构上，设计并实现了基于混合破解模式的针对口令加密算法的解密过程，提高了解密任务的运行效率，对于解密应用性能和密码算法研究具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种基于GPU的针对口令密码的混合破解模式优化方法和装置
本专利技术涉及口令密码破解领域，具体为基于GPU优化的面向口令密码的破解系统，它将提供用户多种破解模式的，针对口令密码的破解方法。
技术介绍
口令(也称密码，用户密码)是计算机安全防范的重要技术手段。目前用户口令(也称密码，用户密码)持续泄露，对此国内外网站和软件越来越重视对信息的保护，对加密口令的复杂度要求也越来越高。随着用户保密意识的提升和加密软件设置复杂口令的要求，用户口令长度明显增长，口令组成越来越复杂，大小写字符、特殊字符、数字等多种组合的密码频繁出现。因此，快速生成多种口令密码成为热门研究方向。传统的破解方式包括暴力破解和字典破解。暴力模式按照顺序生成口令空间内所有口令，需要大量时间和算力。字典破解模式的密码字典里包括许多人们习惯性设置的密码，可以提高密码破译软件的密码破译成功率和命中率，缩短密码破译的时间，但当密码未包含在密码字典里，反而会延长密码破译所需要的时间。因此，通过利用单破解模式优点，混合多种破解模式，来提高候选密码多样性，丰富密码集对于提高破解率是非常重要的。对此，主流的破解程序hashcat、JohnTheRipper为提高密码多样性，将破解模式进行两两组合，但仍不满足日益复杂的密码口令结构。与此同时，多核并行计算的发展大大提高了数据密集型任务的执行效率。为了提高生成口令集的速度和算法破解速度，GPU开始引入到口令破解领域。因此，充分利用系统资源，将GPU这种专用的加速硬件作为计算设备，能够在一定程度上解决密码算法资源消耗过大的问题。但基于GPU的混合破解模式研究不多。
技术实现思路
在破解系统中，多使用暴力破解、字典破解等破解模式，生成的候选密码集较为单一，不能满足日益增加的密码种类的破解需求。当用户密码长度或复杂度增加，破解率随之降低。为了克服这些不足，本专利技术提供一种基于GPU架构的混合破解模式，将字典、掩码、规则混合的模式来解决通过提升密码多样性和多核架构资源利用率，进而提高破解率和破解速率的问题。本专利技术采用的技术方案是：一种基于GPU的针对口令密码的混合破解模式优化方法，包括以下步骤：设置包含掩码、字典、规则的混合破解模式；基于GPU，按照混合破解模式中的不同破解模式生成口令集；基于GPU，根据生成的口令集执行密文破解任务并获得破解结果。进一步地，所述混合破解模式包括以下7种破解模式：掩码破解模式，使用给定的所有字符生成的字符串；字典破解模式，使用字典文件中所有的字符串；组合字典模式，支持两个字典的字符串拼接成一个新的字符串；掩码+字典模式，支持掩码和字典的每一行字符串拼接成一个新的字符串，掩码在新字符串的左边；字典+掩码模式，支持字典的每一行字符串和掩码拼接成一个新的字符串，掩码在新字符串的右边；字典+规则模式，支持字典的每一行和规则文件的每一行作用，生成新的字典；字典+掩码+规则模式，支持字典文件的每一行、掩码和规则文件的每一行作用，生成新的字符串。进一步地，所述按照混合破解模式中的不同破解模式生成口令集，是利用GPU进行并行优化处理，如未配备GPU则使用CPU执行；所述根据生成的口令集执行密文破解任务并获得破解结果，是利用GPU进行并行优化处理，如未配备GPU则使用CPU执行进一步地，对于字典+掩码+规则模式，采用串行生成方式生成口令集，包括：第一步，字典文件内第一条字符串D0和掩码串拼接为新的字符串S0，依次执行至字典内所有字符串均参与计算，得到新的字符串集S；第二步，从规则文件中第一条规则串R0开始，字符串集S内所有字符串和规则串R0作用，依次执行至规则文件内所有规则串均参与计算，得到新的字符串集T。进一步地，对于字典+掩码+规则模式，利用GPU采用并行生成方式生成口令集，包括：第一步，多线程并行执行字典文件内多个字符串Di和掩码拼接为新的字符串Si，得到新的字符串集S；第二步，多线程并行执行字符串集S内多个字符串Si和规则串集R中多个规则串Ri作用，生成新字符串集T。进一步地，所述根据生成的口令集执行密文破解任务并获得破解结果，包括：进行口令空间切片处理，以支持口令空间切片破解，并采用分布式的多节点数据分块破解方式进行破解；从口令空间中任一位置起始，任一位置结束，根据起始串序列号与一块口令空间的数据量，来执行某块口令空间的破解任务。进一步地，所述进行口令空间切片处理，包括：1)根据不同破解模式，计算口令空间中口令的总数量：(1)掩码破解模式下系统使用的口令数量是组合指定长的字符串的数量；(2)字典模式下系统使用的口令数量是文件字符串的数量；(3)组合字典模式下系统使用的口令数量是两个文件内字符串的数量乘积；(4)掩码+字典模式此模式下系统使用的口令为字典文件内字符串的数量；(5)字典+掩码模式下系统使用的口令数量为字典文件内字符串的数量；(6)字典+规则模式下系统使用的口令数量是两个文件内字符串的数量乘积；(7)字典+掩码+规则混合模式下系统使用的口令数量为字典文件和规则文件内字符串的数量乘积；2)根据计算得到的口令空间中口令的总数量，进行口令空间切片处理。一种采用上述方法的基于GPU的针对口令密码的混合破解模式优化装置，其包括：破解模式设置模块，用于设置包含掩码、字典、规则的混合破解模式；口令集生成模块，用于基于GPU，按照混合破解模式中的不同破解模式生成口令集；密文破解模块，用于基于GPU，根据生成的口令集执行密文破解任务并获得破解结果。本专利技术的有益效果是：本专利技术在GPU架构上，设计并实现了基于混合破解模式的针对口令加密算法的解密过程，提高了解密任务的运行效率，对于解密应用性能和密码算法研究具有重要意义。本技术方案的提出有效解决用户密码复杂而破解系统生成的口令结构单一，破解率随之降低这个问题，为未来破解系统的进一步发展提供有效思路。相比于现有仅支持单一破解模式或组合两种破解模式，本专利技术所提技术方案更加全面。本方案利用GPU高性能特点，优化破解性能。目前基于CUDA架构的混合破解模式较少，尤其在字典+掩码+规则模式等多种破解模式混合生成口令集合方面。本专利技术的高效的密码破解技术可以帮助用户恢复被遗忘的密码，生成丰富的密码口令集还能够帮助用户避开此类密码以提高用户设置密码的安全性。目前，针对混合模式的研发较少，生成速度慢，本专利技术采用高性能计算的方式：CPU+GPU协同计算，在速度上较串行版本有大提升。本专利技术支持7种破解模式，为了丰富候选口令形式，提高破解率，提出字典+掩码+规则混合破解模式。附图说明图1是本专利技术的口令破解的功能结构图。图2是本专利技术的口令破解的方法流程图。图3是本专利技术的字典+掩码+规则模式CPU生成口令集流程图。图4是本专利技术的字典+掩码+规本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于GPU的针对口令密码的混合破解模式优化方法，其特征在于，包括以下步骤：/n设置包含掩码、字典、规则的混合破解模式；/n基于GPU，按照混合破解模式中的不同破解模式生成口令集；/n基于GPU，根据生成的口令集执行密文破解任务并获得破解结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于GPU的针对口令密码的混合破解模式优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
设置包含掩码、字典、规则的混合破解模式；
基于GPU，按照混合破解模式中的不同破解模式生成口令集；
基于GPU，根据生成的口令集执行密文破解任务并获得破解结果。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合破解模式包括以下7种破解模式：
掩码破解模式，使用给定的所有字符生成的字符串；
字典破解模式，使用字典文件中所有的字符串；
组合字典模式，支持两个字典的字符串拼接成一个新的字符串；
掩码+字典模式，支持掩码和字典的每一行字符串拼接成一个新的字符串，掩码在新字符串的左边；
字典+掩码模式，支持字典的每一行字符串和掩码拼接成一个新的字符串，掩码在新字符串的右边；
字典+规则模式，支持字典的每一行和规则文件的每一行作用，生成新的字典；
字典+掩码+规则模式，支持字典文件的每一行、掩码和规则文件的每一行作用，生成新的字符串。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述按照混合破解模式中的不同破解模式生成口令集，是利用GPU进行并行优化处理，如未配备GPU则使用CPU执行；所述根据生成的口令集执行密文破解任务并获得破解结果，是利用GPU进行并行优化处理，如未配备GPU则使用CPU执行。


4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对于字典+掩码+规则模式，采用串行生成方式生成口令集，包括：
第一步，字典文件内第一条字符串D0和掩码串拼接为新的字符串S0，依次执行至字典内所有字符串均参与计算，得到新的字符串集S；
第二步，从规则文件中第一条规则串R0开始，字符串集S内所有字符串和规则串R0作用，依次执行至规则文件内所有规则串均参与计算，得到新的字符串集T。


5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对于字典+掩码+规则模式，利用GPU采用并行生成方式生成口令集，包括：
第一步，多线程并行执行字典文件内多个字符串Di和掩码拼接为新的字符串Si，得到新的字符串集S；
第二步，多线程并行执行字符串集S内多个字符串Si和规...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈曦，董晓彤，李勇，周永彬，王伟平，
申请(专利权)人：中国科学院信息工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11