SCRAM: _generate_salted_password reimplements PBKDF2 in Python; hashlib.pbkdf2_hmac is ~30x faster and bit-identical
Chưa có ai nhận issue này.
Đánh giá
- Độ khó
- 2/5
- Thời gian dự kiến
- 1-3 giờ
- Mức phù hợp với người mới
- 78/100
- Loại issue
- Tái cấu trúc
- Độ rõ ràng
- Đặc tả rõ ràng
- Mức độ hoạt động
- Sôi nổi
- Công nghệ
- postgresql, python
- Lĩnh vực
- authentication, backend, databases, performance
Hướng nghiên cứu
Bắt đầu trong asyncpg/protocol/scram.pyx tại SCRAMAuthentication._generate_salted_password() và xem xét vòng lặp PBKDF2 hiện có cùng helper _bytes_xor. Thay thế việc dẫn xuất ở cấp Python bằng phần tương đương của thư viện chuẩn, sau đó xác minh rằng đầu ra vẫn giống hệt theo từng bit đối với các đầu vào SCRAM SHA-256 hiện có và xác nhận rằng helper không được sử dụng không có tham chiếu nào khác.
Do mô hình lập chỉ mục viết ra từ nội dung của issue.
Mô tả
Summary
SCRAMAuthentication._generate_salted_password() implements PBKDF2-HMAC-SHA256 as a Python-level loop. hashlib.pbkdf2_hmac('sha256', ...) computes the identical value in C and is ~27–31× faster. Since this runs on the event loop on every new connection, it shows up as a measurable stall for workloads that open connections often (pool overflow, bursty traffic, short-lived tasks).
Where
asyncpg/protocol/scram.pyx (current master):
ui = hmac.new(p, s + b'\x00\x00\x00\x01', self.DIGEST)
u = ui.digest()
for x in range(iterations - 1):
ui = hmac.new(p, ui.digest(), hashlib.sha256)
u = self._bytes_xor(u, ui.digest())
return u
That is exactly the "Hi" function from RFC 5802, i.e. PBKDF2-HMAC-SHA256 with dkLen = hLen — which the stdlib already provides.
_bytes_xor is a Python generator over zip(), so each of the 4095 iterations allocates two digests and XORs 32 bytes one byte at a time.
Measurements
PostgreSQL's default scram_iterations is 4096.
| Environment | Python loop | hashlib.pbkdf2_hmac |
Factor |
|---|---|---|---|
| Debian container, x86_64, CPython 3.11 | 28.6 ms | 0.915 ms | 31× |
| macOS 26, arm64, CPython 3.12 | 9.28 ms | 0.337 ms | 27× |
Output is bit-identical:
import hashlib, hmac, time
def asyncpg_way(p, s, it):
ui = hmac.new(p, s + b'\x00\x00\x00\x01', hashlib.sha256)
u = ui.digest()
for _ in range(it - 1):
ui = hmac.new(p, ui.digest(), hashlib.sha256)
u = bytes(x ^ y for x, y in zip(u, ui.digest()))
return u
p, s, iters = b"correct horse battery staple", b"0123456789abcdef", 4096
assert asyncpg_way(p, s, iters) == hashlib.pbkdf2_hmac("sha256", p, s, iters)
for name, fn in (("loop", asyncpg_way),
("pbkdf2_hmac", lambda p, s, i: hashlib.pbkdf2_hmac("sha256", p, s, i))):
fn(p, s, iters)
t = time.perf_counter(); n = 0
while time.perf_counter() - t < 2.0:
fn(p, s, iters); n += 1
print(f"{name:12} {(time.perf_counter()-t)/n*1000:7.3f} ms")
Why it matters in practice
We hit this while profiling event-loop stalls in a FastAPI/SQLAlchemy service with password_encryption = scram-sha-256. py-spy attributed ~16 % of total event-loop CPU to hmac.py with no application frame above it — the caller is invisible because scram.pyx is Cython-compiled, so only the Python hmac.new frames show up. It took a while to identify.
The trigger was connection churn: our SQLAlchemy pool was discarding overflow connections, so ~255 connections/minute were being established, each paying ~28.6 ms of PBKDF2 synchronously on the event loop — roughly 7 seconds of blocked loop per minute.
Fixing the churn on our side was the main remedy, and I'm not suggesting asyncpg is responsible for that. But a connection establishment costing 28.6 ms of CPU rather than 0.9 ms makes any such situation ~30× worse than it needs to be, and it's on the loop.
Suggested change
cdef _generate_salted_password(self, str password, bytes salt, int iterations):
"""This follows the "Hi" algorithm specified in RFC5802"""
return hashlib.pbkdf2_hmac(
'sha256', password.encode('utf8'), base64.b64decode(salt), iterations
)
Note the loop already hardcodes hashlib.sha256 (while the first hmac.new uses self.DIGEST), so the function is SHA-256-only as it stands — no digest agility is lost by naming 'sha256' explicitly. If DIGEST should ever become configurable, pbkdf2_hmac takes the algorithm name as its first argument, so the change doesn't stand in the way.
_bytes_xor would become unused unless it's referenced elsewhere.
Happy to open a PR if the direction looks right.
Related
#378 (Support using pre-hashed passwords) would sidestep the derivation entirely, which is a broader change; this one is a drop-in replacement with identical output.
- Ngôn ngữ chính
- Python
- Star
- 8.1k
- Fork
- 469
- Merge trung bình
- 2 ngày 20 giờ
- Pull request đã merge (30 ngày)
- 9
Hướng dẫn đóng góp
Chưa lập chỉ mục được hướng dẫn đóng góp cho kho mã nguồn này
Bắt đầu từ đâu
- Đọc hết issue, rồi đọc hướng dẫn đóng góp của dự án.
- Bình luận trên issue rằng bạn sẽ nhận — tránh hai người làm cùng một việc.
- Fork repository và làm thay đổi trên một nhánh.
- Mở pull request có tham chiếu số hiệu của issue.
Issue khác của MagicStack/asyncpg
-
Độ khó 4/5 3-5 ngày Mức phù hợp với người mới 48/100
MagicStack/asyncpg#1354 ·
-
Độ khó 3/5 1-2 ngày Mức phù hợp với người mới 72/100
MagicStack/asyncpg#1342 ·
-
Độ khó 3/5 1-2 ngày Mức phù hợp với người mới 56/100
MagicStack/asyncpg#1340 · 1 bình luận ·
-
Độ khó 2/5 1-3 giờ Mức phù hợp với người mới 28/100
MagicStack/asyncpg#1337 ·
-
Độ khó 4/5 3-5 ngày Mức phù hợp với người mới 42/100
MagicStack/asyncpg#1330 · 1 bình luận ·
Tất cả issue của MagicStack/asyncpg
Issue tương tự
-
货币战争手改优先级配置缺少列表元素类型校验(P3) Đang mở
Độ khó 2/5 1-3 giờ Mức phù hợp với người mới 78/100
syfoud/Simulated_Scepter#172 ·
-
A cancelled tests run makes the coverage comment workflow fail and reports it as a red check on main Đang mởarea: ci bug perceived difficulty: 3
Độ khó 2/5 1-3 giờ Mức phù hợp với người mới 78/100
Nitjsefnie-Harness-Commons/daedalus#921 · 1 bình luận ·
-
Độ khó 2/5 1-3 giờ Mức phù hợp với người mới 86/100
EleutherAI/lm-evaluation-harness#4207 ·
-
Độ khó 1/5 Dưới một giờ Mức phù hợp với người mới 92/100
-
Độ khó 2/5 1-3 giờ Mức phù hợp với người mới 78/100
ClickHouse/clickhouse-connect#1057 ·