Sono riuscito a correggere questi momenti dopo aver pubblicato la domanda.
Si scopre che il file /etc/shadow le voci per gli utenti della password MD5 interessati avevano in qualche modo avuto il campo dopo la duplicazione della password con hash, impedendo a PAM di interpretare la riga. In altre parole, un pessimo lavoro di copia e incolla.
Non ho bevuto abbastanza caffè...
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