使用 MD5.Create 和 MD5CryptoServiceProvider 有什么区别？

Question

在.NET框架中，似乎有几种方法可以计算MD5哈希值，但是有一些我不明白的地方；

下面的有什么区别？是什么让他们彼此不同？它们似乎产生相同的结果：

    public static string GetMD5Hash(string str)
    {
        MD5CryptoServiceProvider md5 = new MD5CryptoServiceProvider();
        byte[] bytes = ASCIIEncoding.Default.GetBytes(str);
        byte[] encoded = md5.ComputeHash(bytes);

        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < encoded.Length; i++)
            sb.Append(encoded[i].ToString("x2"));

        return sb.ToString();
    }

    public static string GetMD5Hash2(string str)
    {
        System.Security.Cryptography.MD5 md5 = System.Security.Cryptography.MD5.Create();
        byte[] bytes = Encoding.Default.GetBytes(str);
        byte[] encoded = md5.ComputeHash(bytes);

        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < encoded.Length; i++)
            sb.Append(encoded[i].ToString("x2"));

        return sb.ToString();
    }

Answer 1

System.Security.Cryptography.MD5.Create()实际上是创建一个MD5CryptoServiceProvider。这就是为什么您会看到相同的结果。

查看定义 MD5 是基类，它是抽象的。我猜他们添加了公共创建功能以方便使用。

public sealed class MD5CryptoServiceProvider : MD5 { }

public abstract class MD5 : HashAlgorithm { }

看一下定义。

MD5 表示所有的抽象类MD5哈希算法的实现继承。

MD5CryptoServiceProvider 计算 MD5 哈希值使用加密服务提供商 (CSP) 提供的实现输入数据。该类不能被继承。

Answer 2

正如 Jason Rowe 提到的（请投票支持他的答案，这只是一个警告），没有功能上的区别。但是，如果您正在考虑 MD5Managed（或任何名称中带有 Managed 的加密类），则存在差异。当通过组策略启用符合 FIPS 的加密算法时，无法使用托管命名的类。

Answer 3

您还可以通过以下方式之一创建 MD5CryptoServiceProvider 对象：
(MD5CryptoServiceProvider) HashAlgorithm.Create("MD5");
(MD5CryptoServiceProvider) HashAlgorithm.Create("System.Security.Cryptography.MD5");

所有 MD5 类都返回相同的哈希值，因为 MD5 是标准算法，而不是因为它们的代码相同。

但创建 MD5CryptoServiceProvider 对象的方式并不是唯一的选择。

运行 Windows 的美国政府计算机必须启用 FIPS 模式。此模式可确保所使用的加密代码经过 NIST 验证。

各种 .NET 加密类通常存在多个版本。一个版本使用纯.NET 代码，而其他版本则调用Win32 API 加密函数。

各种 Win32 加密 API 包括：

• Windows NT 4 加密 API：CAPI (CryptoAPI)。我的理解是CSP（加密服务提供商）是CryptoAPI之上的加密API。
• Windows Vista 加密 API：CNG（下一代加密）

Microsoft 表示加密服务提供程序已被弃用，并且可能会在未来的 Windows 版本中删除，并表示 CNG 是 CryptoAPI 的长期替代品。

.NET 加密类名称通常具有以下后缀：

• “CryptoServiceProvider”，用于调用 CryptoAPI Win32 API 的类。
• “Cng”表示调用 CNG Win32 API 的类。
• “托管”用于纯 .NET 代码类。

某些 Win32 API 可能不符合 FIPS，并且似乎出于未公开的原因，Microsoft 没有要求或无法获得加密 .NET 纯代码的 FIPS 验证。

在启用了 FIPS 模式的计算机上，不符合 FIPS 的类会引发 CryptographicException。他们的文档中提到了这一点。

因此，如果您的程序不打算在美国政府 PC 上运行，您可以自由使用最快的类。

关于 MD5，正如类名称所示，MD5CryptoServiceProvider 类应该调用非常旧的且已弃用的 CryptoAPI，并且符合 FIPS 规范，而 MD5Cng 类调用 CNG API 并且不符合 FIPS 规范。这表明 MD5 可能无法在未来 Windows 版本的美国政府计算机上使用。事实上，MD5 .NET 类文档建议用 SHA256 或 SHA512 替换 MD5。

有关 Microsoft 对 FIPS 的模糊立场的更多信息，请参阅：
https:// blogs.technet.microsoft.com/secguide/2014/04/07/why-were-not-recommending-fips-mode-anymore/

MD5CryptoServiceProvider 从 .NET Framework 1.1 开始存在。 MD5CryptoServiceProvider 类是在 Windows XP 时添加的。当时底层的 Win32 CNG API 还不存在。所以MD5.Create方法没有算法选择，微软可能还没有计划在Windows上实现CNG。 MD5Cng 从 .NET Framework 3.5 开始就存在，CNG 添加到 Vista 后。

与 MD5CryptoServiceProvider 相比的近似执行时间（越低越好）：
MD5Cng：x 1.08（.NET Framework 3.5）
SHA256CryptoServiceProvider：x 2.5 (.NET Framework 3.5)
SHA256Cng：x 2.4（.NET Framework 3.5）
SHA256Managed：x 4.8 (.NET Framework 1.1)

这些意外结果表明 SHA256Managed .NET 纯代码实现速度较慢。
在实施 SHA256Managed 时，性能更好的 Windows Vista CNG 还不存在。

在 Stream 上执行总是比在字节数组上执行要快一些。

此帖子的哈希值，用于验证其未被外国代理修改：
1c84TiredWithMSDN由古埃及人编写4cfebef40b0ae0a906b97c7

Answer 4

我的2分钱。

与 MD5CryptoServiceProvider 相比，MD5 增加了一点开销，并且速度较慢，

我刚刚运行了一个小压力测试，生成了 300k 字符串的哈希值：

MD5CryptoServiceProvider: 00:00:01.1750834
MD5: 00:00:01.6398959

几乎 1.5-慢几倍。

附言。在 i7 核笔记本电脑上测试