使用 MD5 或 sha-256 C# 散列密码

Question

我正在为一个应用程序编写一个注册表单，但对于 C# 的新手仍然有问题。

我希望将密码加密/散列到 md5 或 sha-256，最好是 sha-256。

有什么好的例子吗？我希望它能够从“字符串密码”中获取信息；然后对其进行散列并存储在变量“string hPassword;”中。有什么想法吗？

Answer 1

不要使用简单的哈希，甚至是加盐的哈希。使用某种加强键的技术，例如bcrypt（带有.NET implementation here）或PBKDF2（带有built-in implementation）。

这是一个使用 PBKDF2 的示例。

从您的密码生成密钥...

string password = GetPasswordFromUserInput();

// specify that we want to randomly generate a 20-byte salt
using (var deriveBytes = new Rfc2898DeriveBytes(password, 20))
{
    byte[] salt = deriveBytes.Salt;
    byte[] key = deriveBytes.GetBytes(20);  // derive a 20-byte key

    // save salt and key to database
}

然后去测试密码是否有效……

string password = GetPasswordFromUserInput();

byte[] salt, key;
// load salt and key from database

using (var deriveBytes = new Rfc2898DeriveBytes(password, salt))
{
    byte[] newKey = deriveBytes.GetBytes(20);  // derive a 20-byte key

    if (!newKey.SequenceEqual(key))
        throw new InvalidOperationException("Password is invalid!");
}

Answer 2

您将要使用System.Security.Cryptography 命名空间；具体来说，MD5 class 或 SHA256 class。

从this page 上的代码中提取一些信息，并且知道两个类具有相同的基类 (HashAlgorithm)，您可以使用如下函数：

public string ComputeHash(string input, HashAlgorithm algorithm)
{
   Byte[] inputBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(input);

   Byte[] hashedBytes = algorithm.ComputeHash(inputBytes);

   return BitConverter.ToString(hashedBytes);
}

那么你可以这样称呼它（对于 MD5）：

string hPassword = ComputeHash(password, new MD5CryptoServiceProvider());

或者对于 SHA256：

string hPassword = ComputeHash(password, new SHA256CryptoServiceProvider());

---

编辑：添加盐支持
正如 dtb 在 cmets 中指出的那样，如果包含添加 salt 的功能，此代码会更强大。如果您不熟悉它，salt 是一组随机位，作为散列函数的输入包含在内，这在很大程度上可以阻止字典对散列密码的攻击（例如，使用 rainbow table）。这是支持 salt 的 ComputeHash 函数的修改版本：

public static string ComputeHash(string input, HashAlgorithm algorithm, Byte[] salt)
{
   Byte[] inputBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(input);

   // Combine salt and input bytes
   Byte[] saltedInput = new Byte[salt.Length + inputBytes.Length];
   salt.CopyTo(saltedInput, 0);
   inputBytes.CopyTo(saltedInput, salt.Length);

   Byte[] hashedBytes = algorithm.ComputeHash(saltedInput);

   return BitConverter.ToString(hashedBytes);
}

希望这对您有所帮助！

Answer 3

在将密码存储在数据库中时，您应该始终在散列之前对密码进行加盐。

推荐的数据库列：

• 密码盐：整数
• 密码哈希：二进制（20）

您在网上找到的大多数帖子都会讨论 ASCII 编码盐和哈希，但这不是必需的，只会增加不必要的计算。此外，如果您使用 SHA-1，则输出将只有 20 个字节，因此您在数据库中的哈希字段长度只需 20 个字节。我理解您对 SHA-256 的询问，但除非您有令人信服的理由，否则在大多数业务实践中使用带有盐值的 SHA-1 就足够了。如果你坚持使用SHA-256，那么数据库中的hash字段长度需要为32字节。

以下是一些函数，它们将生成盐、计算哈希并根据密码验证哈希。

下面的 salt 函数从 4 个以加密方式创建的随机字节生成一个加密强的 salt 作为整数。

private int GenerateSaltForPassword()
{
    RNGCryptoServiceProvider rng = new RNGCryptoServiceProvider();
    byte[] saltBytes = new byte[4];
    rng.GetNonZeroBytes(saltBytes);
    return (((int)saltBytes[0]) << 24) + (((int)saltBytes[1]) << 16) + (((int)saltBytes[2]) << 8) + ((int)saltBytes[3]);
}

然后可以使用带有以下功能的盐对密码进行哈希处理。盐与密码连接，然后计算哈希。

private byte[] ComputePasswordHash(string password, int salt)
{
    byte[] saltBytes = new byte[4];
    saltBytes[0] = (byte)(salt >> 24);
    saltBytes[1] = (byte)(salt >> 16);
    saltBytes[2] = (byte)(salt >> 8);
    saltBytes[3] = (byte)(salt);

    byte[] passwordBytes = UTF8Encoding.UTF8.GetBytes(password);

    byte[] preHashed = new byte[saltBytes.Length + passwordBytes.Length];
    System.Buffer.BlockCopy(passwordBytes, 0, preHashed, 0, passwordBytes.Length);
    System.Buffer.BlockCopy(saltBytes, 0, preHashed, passwordBytes.Length, saltBytes.Length);

    SHA1 sha1 = SHA1.Create();
    return sha1.ComputeHash(preHashed);
}

只需计算哈希值，然后将其与预期的哈希值进行比较，即可检查密码。

private bool IsPasswordValid(string passwordToValidate, int salt, byte[] correctPasswordHash)
{
    byte[] hashedPassword = ComputePasswordHash(passwordToValidate, salt);

    return hashedPassword.SequenceEqual(correctPasswordHash);
}

Answer 4

TL；DR 使用 Microsoft.AspNetCore.Cryptography.KeyDerivation，使用 SHA-512 实现 PBKDF2。

开始使用密码散列的好主意是查看OWASP guidelines 所说的内容。推荐算法列表包括 Argon2、PBKDF2、scrypt 和 bcrypt。所有这些算法都可以调整以调整散列密码所需的时间，以及相应地通过蛮力破解密码的时间。所有这些算法都利用盐来防止彩虹表攻击。

这些算法都不是很弱，但有一些区别：

• bcrypt 已存在近 20 年，已被广泛使用和 经受住了时间的考验。它对GPU有很强的抵抗力 攻击，但不针对 FPGA
• Argon2 是最新加入的，是 2015 年密码哈希竞赛的获胜者。它对 GPU 和 FPGA 攻击有更好的保护，但对我来说有点太新了
• 我对 scrypt 了解不多。它旨在阻止 GPU 和 FPGA 加速攻击，但我听说它没有最初声称的那么强大
• PBKDF2 是由不同哈希参数化的一系列算法 职能。它不提供针对 GPU 或 ASIC 攻击的特定保护，尤其是在使用 SHA-1 等较弱的散列函数时，但是，如果它对您很重要，它已通过 FIPS 认证，并且如果迭代次数为足够大。

仅基于算法，​​我可能会选择 bcrypt，PBKDF2 是最不受欢迎的。

但是，这还不是全部，因为即使是最好的算法也可能因实施不当而变得不安全。让我们看看 .NET 平台有什么可用的：

• Bcrypt 可通过bcrypt.net 获得。他们说这个实现是基于 Java jBCrypt 的。目前在 github 上有 6 个贡献者和 8 个问题（全部关闭）。总的来说，看起来不错，但是不知道有没有人对代码进行过审核，如果发现漏洞，也很难说是否会尽快提供更新版本。由于这些原因，我听说 Stack Overflow 不再使用 bcrypt
• 使用 Argon2 的最佳方式可能是通过绑定到 著名的 libsodium 库，例如 https://github.com/adamcaudill/libsodium-net。这个想法是 大多数加密是通过 libsodium 实现的，它有相当大的 支持，并且“未经测试”的部分非常有限。然而，在 密码学细节意义重大，因此结合 Argon2 相对较新，我会将其视为实验性选项
• 长期以来，.NET 都有一个内置的 PBKDF2 实现，通过 Rfc2898DeriveBytes 班级。但是，该实现只能使用 SHA-1 哈希函数，这在当今被认为太快不安全
• 最后，最新的解决方案是 Microsoft.AspNetCore.Cryptography.KeyDerivation包 可通过 NuGet 获得。它提供带有 SHA-1、SHA-256 或 SHA-512 哈希函数的 PBKDF2 算法，比Rfc2898DeriveBytes 好很多。这里最大的优势是实现是由微软提供的，虽然我无法正确评估微软开发人员与 BCrypt.net 或 libsodium 开发人员的加密勤奋，但信任它是有意义的，因为如果你正在运行一个 .NET 应用程序，你已经严重依赖微软。如果发现安全问题，我们可能还期望 Microsoft 发布更新。希望。

总结到目前为止的研究，虽然 PBKDF2 可能是四个算法中最不受欢迎的算法，但 Microsoft 提供的实现的可用性胜过这一点，因此合理的决定是使用 Microsoft.AspNetCore.Cryptography.KeyDerivation。

目前最新的包以 .NET Standard 2.0 为目标，因此可用于 .NET Core 2.0 或 .NET Framework 4.6.1 或更高版本。如果您使用较早的框架版本，则可以使用以前版本的包 1.1.3，它针对 .NET Framework 4.5.1 或 .NET Core 1.0。不幸的是，它甚至无法在更早的 .NET 版本中使用。

文档和工作示例可在docs.microsoft.com 获得。但是，不要照原样复制粘贴，开发人员仍然需要做出决定。

第一个决定是使用什么哈希函数。可用选项包括 SHA-1、SHA-256 和 SHA-512。其中，SHA-1 绝对是安全的太快了，SHA-256 是不错的，但我会推荐 SHA-512，因为据说它的 64 位操作使用使得它更难从基于 GPU 的攻击中受益。

然后，您需要选择密码哈希输出长度和盐长度。输出长于哈希函数输出（例如 SHA-512 的 512 位）是没有意义的，并且完全像这样可能是最安全的。对于盐的长度，意见不一。 128 位应该足够了，但无论如何，长于哈希输出长度的长度肯定不会带来任何好处。

接下来，有一个迭代计数。它越大，密码哈希越难破解，但用户登录所需的时间越长。我建议选择它，这样在典型的生产系统上哈希需要 0.25 - 1 秒，无论如何，它不应小于 10000。

通常，您会得到字节数组作为盐和哈希值。使用 Base64 将它们转换为字符串。您可以选择在数据库中使用两个不同的列，或者使用 Base64 中没有的分隔符将盐和密码组合在一个列中。

不要忘记设计一种密码哈希存储方式，以便将来无缝迁移到更好的哈希算法。

Answer 5

如果您要存储散列密码，请使用 bcrypt 而不是 SHA-256。问题是 SHA-256 已针对速度进行了优化，如果有人可以访问您的数据库，则更容易对密码进行暴力攻击。

阅读这篇文章：Enough With The Rainbow Tables: What You Need To Know About Secure Password Schemes 和这个 answer 到之前的 SO 问题。

文章中的一些引用：

问题在于 MD5 速度很快。它的现代竞争对手也是如此，例如 SHA1 和 SHA256。速度是现代安全散列的设计目标，因为散列是几乎每个密码系统的构建块，并且通常在每个数据包或每个消息的基础上按需执行。

速度正是您在密码哈希函数中所不想要的。

---

最后，我们了解到，如果我们想安全地存储密码，我们有三个合理的选择：PHK 的 MD5 方案、Provos-Maziere 的 Bcrypt 方案和 SRP。我们了解到正确的选择是 Bcrypt。

Answer 6

PBKDF2 正在使用 HMACSHA1.......如果您想要更现代的 HMACSHA256 或 HMACSHA512 实现并且仍然想要密钥拉伸以使算法变慢，我建议使用此 API：https://sourceforge.net/projects/pwdtknet/

Answer 7

这是一个持久性不知道 SecuredPassword 类的完整实现

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;


    public class SecuredPassword
    {
        private const int saltSize = 256;
        private readonly byte[] hash;
        private readonly byte[] salt;

        public byte[] Hash
        {
        get { return hash; }
    }

    public byte[] Salt
    {
        get { return salt; }
    }

    public SecuredPassword(string plainPassword)
    {
        if (string.IsNullOrWhiteSpace(plainPassword))
            return; 

        using (var deriveBytes = new Rfc2898DeriveBytes(plainPassword, saltSize))
        {
            salt = deriveBytes.Salt;
            hash = deriveBytes.GetBytes(saltSize);
        }
    }

    public SecuredPassword(byte[] hash, byte[] salt)
    {
        this.hash = hash;
        this.salt = salt;
    }

    public bool Verify(string password)
    {
        if (string.IsNullOrWhiteSpace(password))
            return false; 

        using (var deriveBytes = new Rfc2898DeriveBytes(password, salt))
        {
            byte[] newKey = deriveBytes.GetBytes(saltSize);

            return newKey.SequenceEqual(hash);
        }
    }
}

和测试：

 public class SecuredPasswordTests
{
    [Test]
    public void IsHashed_AsExpected()
    {
        var securedPassword = new SecuredPassword("password");

        Assert.That(securedPassword.Hash, Is.Not.EqualTo("password"));
        Assert.That(securedPassword.Hash.Length, Is.EqualTo(256));
    }

    [Test]
    public void Generates_Unique_Salt()
    {
        var securedPassword = new SecuredPassword("password");
        var securedPassword2 = new SecuredPassword("password");

        Assert.That(securedPassword.Salt, Is.Not.Null);
        Assert.That(securedPassword2.Salt, Is.Not.Null);
        Assert.That(securedPassword.Salt, Is.Not.EqualTo(securedPassword2.Salt));
    }

    [Test]
    public void Generates_Unique_Hash()
    {
        var securedPassword = new SecuredPassword("password");
        var securedPassword2 = new SecuredPassword("password");

        Assert.That(securedPassword.Hash, Is.Not.Null);
        Assert.That(securedPassword2.Hash, Is.Not.Null);
        Assert.That(securedPassword.Hash, Is.Not.EqualTo(securedPassword2.Hash));
    }

    [Test]
    public void Verify_WhenMatching_ReturnsTrue()
    {
        var securedPassword = new SecuredPassword("password");
        var result = securedPassword.Verify("password");
        Assert.That(result, Is.True);
    }

    [Test]
    public void Verify_WhenDifferent_ReturnsFalse()
    {
        var securedPassword = new SecuredPassword("password");
        var result = securedPassword.Verify("Password");
        Assert.That(result, Is.False);
    }

    [Test]
    public void Verify_WhenRehydrated_AndMatching_ReturnsTrue()
    {
        var securedPassword = new SecuredPassword("password123");

        var rehydrated = new SecuredPassword(securedPassword.Hash, securedPassword.Salt);

        var result = rehydrated.Verify("password123");
        Assert.That(result, Is.True);
    }

    [Test]
    public void Constructor_Handles_Null_Password()
    {
        Assert.DoesNotThrow(() => new SecuredPassword(null));
    }

    [Test]
    public void Constructor_Handles_Empty_Password()
    {
        Assert.DoesNotThrow(() => new SecuredPassword(string.Empty));
    }

    [Test]
    public void Verify_Handles_Null_Password()
    {
        Assert.DoesNotThrow(() => new SecuredPassword("password").Verify(null));
    }

    [Test]
    public void Verify_Handles_Empty_Password()
    {
        Assert.DoesNotThrow(() => new SecuredPassword("password").Verify(string.Empty));
    }

    [Test]
    public void Verify_When_Null_Password_ReturnsFalse()
    {
        Assert.That(new SecuredPassword("password").Verify(null), Is.False);
    }
}

Answer 8

System.Security.Cryptography.SHA256 类应该可以解决问题：

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.security.cryptography.sha256.aspx

Answer 9

请使用这个，因为我之前也有同样的问题，但可以通过小代码 sn-p 解决它

    public static string ComputeHash(string input, HashAlgorithm algorithm, Byte[] salt)
    {
        Byte[] inputBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(input);

        // Combine salt and input bytes
        Byte[] saltedInput = new Byte[salt.Length + inputBytes.Length];
        salt.CopyTo(saltedInput, 0);
        inputBytes.CopyTo(saltedInput, salt.Length);

        Byte[] hashedBytes = algorithm.ComputeHash(saltedInput);


        StringBuilder hex = new StringBuilder(hashedBytes.Length * 2);
        foreach (byte b in hashedBytes)
            hex.AppendFormat("{0:X2}", b);

        return hex.ToString();

    }