如何在 Python 中重现 System.Security.Cryptography.SHA1Managed 结果

Question

这是交易：我正在将一个 .NET 网站迁移到 Python。我有一个使用 System.Security.Cryptography.SHA1Managed 实用程序散列密码的数据库。

我正在使用以下代码在 .NET 中创建哈希：

string hashedPassword = Cryptographer.CreateHash("MYHasher", userInfo.Password);

MYHasher 块如下所示：

<add algorithmType="System.Security.Cryptography.SHA1Managed, mscorlib, Version=2.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=blahblahblah"
    saltEnabled="true" type="Microsoft.Practices.EnterpriseLibrary.Security.Cryptography.HashAlgorithmProvider, Microsoft.Practices.EnterpriseLibrary.Security.Cryptography, Version=3.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=daahblahdahdah"
    name="MYHasher" />

所以对于给定的密码，我返回并在数据库中存储一个 48 字节的加盐 sha1。我假设最后 8 个字节是盐。我试图通过执行 sha1(salt + password) 和 sha1(password + salt) 在 python 中重现散列过程，但我没有运气。

我的问题：

1. 如何使用公钥？
2. 如何使用 salt 重新散列密码。
3. 盐是如何产生的？ （例如，当我说 saltEnabled="true" 时，会发生什么额外的魔法？）

我需要不只是引用其他 .NET 库的具体细节，我正在寻找黑盒中发生的实际操作逻辑。

谢谢！

Answer 1

很抱歉回复晚了，但我在尝试复制企业库的加密块中使用的 SHA1 哈希逻辑时遇到了类似的情况，但使用的是 Java。

回答您的每个问题：

1. 如何使用公钥？

   上面配置块中的 PublicKeyToken 用于标识一个签名的、强名称的 .net 程序集。这是与用于签署程序集的私钥相对应的公钥的 64 位散列。 注意：此密钥与您实现散列数据完全无关。

2. 如何使用盐重新散列密码。

   使用盐创建哈​​希密码的事件顺序如下：

   • 致电Cryptographer.CreateHash("MYHasher",value); 其中"MYHasher" 是配置块中指定的已配置System.Security.Cryptography.SHA1Managed 实例提供程序的名称，value 是要散列的字符串。

   • 上述方法调用CreateHash(IHashProvider provider, string plaintext)，其中提供了已解析的IHashProvider。在此方法中，运行以下代码：

   
   byte[] bytes = Encoding.Unicode.GetBytes(plaintext);
   byte[] hash = provider.CreateHash(bytes);
   CryptographyUtility.GetRandomBytes(bytes);
   return Convert.ToBase64String(hash);
   
   

   • 在开头传递的 value 参数（现在是 plaintext 参数）使用 Unicode 编码转换为字节数组。

   • 接下来，使用上面创建的字节数组调用 SHA1 哈希提供程序的 CreateHash(bytes) 方法。在此方法中，会发生以下步骤：

   • this.CreateHashWithSalt(plaintext, (byte[]) null); 被调用，其中plaintext 是一个字节数组，其中包含在堆栈顶部作为字符串传入的原始value。第二个参数是盐字节数组（为空）。在该方法内部，调用了以下代码：

   
   this.AddSaltToPlainText(ref salt, ref plaintext);
   byte[] hash = this.HashCryptographer.ComputeHash(plaintext);
   this.AddSaltToHash(salt, ref hash);
   return hash;
   
   

   • this.AddSaltToPlainText(ref salt, ref plaintext) 是提供的文本如何加盐的第一条线索。在此方法中，运行以下代码：

   
   if (!this.saltEnabled)
       return;
     if (salt == null)
       salt = CryptographyUtility.GetRandomBytes(16);
     plaintext = CryptographyUtility.CombineBytes(salt, plaintext);
   
   

   • this.saltEnabled 变量由配置块中的saltEnabled="true" 初始化。如果为真，并且您没有提供盐，则会为您生成一个包含 16 个随机字节的字节数组（通过调用外部 C API）。
   • plaintext 变量会在其前面添加 salt。例如：[盐][明文]

这一点非常重要！

• 然后通过调用 this.HashCryptographer.ComputeHash(plaintext); 对 salt 和 plaintext 的组合进行 SHA1 哈希处理。这将产生一个 20 字节长的数组。

• 然后，通过调用this.AddSaltToHash(salt, ref hash);，将盐再次添加到之前创建的 20 字节数组中，为您提供一个 36 字节长的数组。

  李>

• 返回堆栈最终将导致您在 CreateHash() 方法中调用 return Convert.ToBase64String(hash);。这将返回所提供的 SHA1 加盐哈希值 + 盐的 Base64 字符串表示形式。

公式：Base64(salt + SHA1(salt + value))

1. 盐是如何产生的？ （例如，当我说 saltEnabled="true" 时，会发生什么额外的魔法？）

   这在问题 2 中得到了回答，特别是对 CryptographyUtility.GetRandomBytes(16); 的调用，它最终调用了一个 C 库：

[DllImport("QCall", CharSet = CharSet.Unicode)] private static extern void GetBytes(SafeProvHandle hProv, byte[] randomBytes, int count);

希望这在某种程度上有所帮助！

Answer 2

根据this previous thread，这应该类似于 sha1(password+salt)+salt。 SHA-1 输出是 20 字节，因此对于 48 字节，这应该是 28 字节的盐，而不是 8 字节的盐，除非使用了某种编码。

Answer 3

当您使用string CreateHash(string, string) 重载时，会发生以下情况：

1. 使用 UTF16 将字符串转换为字节（使用 Encoding.Unicode.GetBytes()）。
2. 会生成一个随机的 16 字节盐。
3. 盐被附加到转换后的字符串并进行哈希处理。
4. 盐被附加到哈希中。
5. 使用 base64 将 hash+salt 转换回字符串（使用 Convert.ToBase64String()）。

Answer 4

感谢加雷斯·斯蒂芬森！你的答案有我需要的所有答案。我完全迷失了这个。我需要升级一个使用这个企业库的遗留模块，但是编译时出现了很多问题，我无法调试代码。保留代码会带来无数其他与依赖项和公钥令牌不匹配/版本有关的问题。 所以我根据加雷斯的回答重新编写了所需的功能。我最终找到了配置文件中使用的加密。这可以在 app.config（在我的情况下）、web.config 或其他配置中：

<securityCryptographyConfiguration>
<hashProviders>
  <add algorithmType="System.Security.Cryptography.SHA1Managed, mscorlib, Version=2.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=b77a5c561934e089"
    saltEnabled="true" type="Microsoft.Practices.EnterpriseLibrary.Security.Cryptography.HashAlgorithmProvider, Microsoft.Practices.EnterpriseLibrary.Security.Cryptography, Version=2.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=06300324c959bce8"
    name="ABC" />
</hashProviders>

我写的代码是：

//Because of the random salt added, each time you hash a password it will create a new result.
    public static string GetHashedValue(string password)
    {
        //this will create a new hash?
        //Hashed Password Formula: Base64(salt + Sha1(salt + value))
        var crypto = new SHA1CryptoServiceProvider();
        byte[] saltBytes = new byte[16];
        RandomNumberGenerator.Create().GetBytes(saltBytes); 

        byte[] checkPasswordBytes = Encoding.Unicode.GetBytes(password);
        byte[] tempResult = crypto.ComputeHash(saltBytes.Concat(checkPasswordBytes).ToArray()); //ComputeHash(salt + value)
        byte[] resultBytes = saltBytes.Concat(tempResult).ToArray();  //salt + ComputeHash(salt + value)

        return Convert.ToBase64String(resultBytes);
    }

并检查密码的有效性：

public static bool IsPasswordValid(string passwordToCheck, string savedPassword)
    {
        bool retVal = false;

        var crypto = new SHA1CryptoServiceProvider();

        //get the salt, which is part of the saved password. These are the first 16 bytes.
        byte[] storedPasswordBytes = Convert.FromBase64String(savedPassword);
        byte[] saltBytes = new byte[16];
        Array.Copy(storedPasswordBytes, saltBytes, 16);

        //hash the password that you want to check with the same salt and the same algoritm:
        byte[] checkPasswordBytes = Encoding.Unicode.GetBytes(passwordToCheck);
        byte[] tempResult = crypto.ComputeHash(saltBytes.Concat(checkPasswordBytes).ToArray()); //ComputeHash(salt + value)
        byte[] resultBytes = saltBytes.Concat(tempResult).ToArray();  //salt + ComputeHash(salt + value)
        string resultString = Convert.ToBase64String(resultBytes);

        if (savedPassword == resultString)
        {
            retVal = true;
        }

        return retVal;
    }

就在我认为我必须重置所有客户的密码之前......我希望有一天这也能保护其他人！

Answer 5

感谢@Leo Muler，您的 csharp 代码对我将其翻译成 nodejs 帮助很大。

代码如下：

   const saltLength = 16;
const cryptedPwd = 'm2gFufL1WYJEcjdgnu4Eo0qXHM8+whC75AMnYxCS+uRbiS4OBy5+4TKNQbiSJyTG';
const pwd = 'myPassword';

let binaryPwd = Buffer.from(cryptedPwd, 'base64');

let salt = binaryPwd.slice(0, saltLength);
let saltBuffer = [...salt];
let bytePwd = Buffer.from(pwd, 'utf16le');
let pwdBuffer = [...bytePwd];
let saltAndPwd = saltBuffer.concat(pwdBuffer);
let saltAndPwdBinary = Buffer.from(saltAndPwd).toString('utf16le');
let cryptedBuffer = Array.from(crypto.createHash('sha256').update(saltAndPwdBinary, 'utf16le').digest());
let concatCryptedBuffer = saltBuffer.concat(cryptedBuffer);
let cryptedString = Buffer.from(concatCryptedBuffer).toString('base64');

console.log('cryptedString : ' + cryptedString);
console.log('same : ' + (cryptedString == cryptedPwd));
console.log('');