使用 MD5 或 sha-256 C# 对密码进行哈希处理

Question

我正在为应用程序编写注册表单，但对于 C# 新手来说仍然存在问题。

我希望将密码加密/哈希为 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。使用某种密钥强化技术，例如 bcrypt （带有 .NET 实现）或 PBKDF2（带有 内置实现）。

这是使用 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

您将需要使用 System.Security .Cryptography 命名空间；具体来说，MD5 类< /a> 或 SHA256类。

从此页面上的代码中提取一些内容，以及知道两个类具有相同的基类（HashAlgorithm），您可以使用这样的函数：

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

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

   return BitConverter.ToString(hashedBytes);
}

然后您可以这样调用它（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 在评论中指出的那样，如果这段代码能够添​​加 salt< /a>.如果您不熟悉它，盐是一组随机位，它们作为散列函数的输入包含在内，这对于阻止针对散列密码的字典攻击有很大帮助（例如，使用 彩虹表）。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

将密码存储在数据库中时，应始终在散列之前对其进行加盐。

推荐的数据库列：

• PasswordSalt : int
• PasswordHash : binary(20)

您在网上找到的大多数帖子都会讨论 ASCII 编码盐和散列，但这是不需要的，只会增加不需要的计算。另外，如果您使用SHA-1，那么输出将只有 20 个字节，因此数据库中的哈希字段长度只需 20 个字节。我理解您询问 SHA-256，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具有盐值的 SHA-1 就足够了。如果您坚持使用 SHA-256，那么数据库中的哈希字段长度需要为 32 字节。

下面是一些函数，它们将生成盐、计算哈希值并根据密码验证哈希值。

下面的 salt 函数根据 4 个以加密方式创建的随机字节生成一个整数形式的加密强盐。

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]);
}

然后可以使用盐和以下函数对密码进行哈希处理。将盐与密码连接起来，然后计算哈希值。

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);
}

检查密码只需计算哈希值，然后将其与预期哈希值进行比较即可完成。

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。

开始使用密码哈希的好主意是查看 OWASP 指南的内容。推荐的算法列表包括 Argon2、PBKDF2、scrypt 和 bcrypt。所有这些算法都可以调整，以调整哈希密码所需的时间，以及相应地通过暴力破解密码的时间。所有这些算法都利用盐来防止彩虹表攻击。

这两种算法都不是很弱，但有一些区别：

• bcrypt 已经存在了近 20 年，已被广泛使用并且
  经受住了时间的考验。它对 GPU 有很强的抵抗力
  。
• Argon2 是最新成员，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。它的设计目的是阻止 GPU 和 FPGA 加速攻击，但我听说它并不像最初声称的那么强大。
• PBKDF2 是一系列由不同哈希参数化的算法
  功能。它不提供针对 GPU 或 ASIC 攻击的特定保护，特别是在使用 SHA-1 等较弱的哈希函数时，但如果它对您很重要，则它经过 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。

然而，这并不是故事的全部，因为即使是最好的算法也可能因为糟糕的实现而变得不安全。让我们看看 .NET 平台可用的内容：

• Bcrypt 可通过 bcrypt.net 获得。他们说该实现是基于 Java jBCrypt。目前 github 上有 6 个贡献者和 8 个问题（全部已关闭）。总的来说，看起来不错，不过，不知道是否有人对代码进行了审计，也很难判断如果发现漏洞是否会很快推出更新版本。我听说 Stack Overflow 由于这些原因不再使用 bcrypt
• 可能使用 Argon2 的最佳方法是通过绑定到
  著名的 libsodium 库，例如
  https://github.com/adamcaudill/libsodium-net。这个想法是
  大部分加密货币是通过 libsodium 实现的，它具有相当大的
  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，因此与 Argon2 结合起来
  相对较新，我将其视为实验性选项
• 很长一段时间以来，.NET 通过以下方式内置了 PBKDF2 的实现
  Rfc2898DeriveBytes 类。然而，实现上只能使用SHA-1哈希函数，现在看来速度太快，不安全
• 最后，最新的解决方案是
  Microsoft.AspNetCore.Cryptography.KeyDerivation 包
  可通过 NuGet 获取。它提供带有 SHA-1、SHA-256 或 SHA-512 哈希函数的 PBKDF2 算法，这比 Rfc2898DeriveBytes 好得多。这里最大的优势是该实现是由 Microsoft 提供的，虽然我无法正确评估 Microsoft 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，因为如果您正在运行 .NET 应用程序，已经严重依赖微软了。如果发现安全问题，我们也可能期望微软发布更新。希望如此。

总结到目前为止的研究，虽然 PBKDF2 可能是四种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< /代码>。

目前最新的包面向 .NET Standard 2.0，因此可在 .NET Core 2.0 或 .NET Framework 4.6.1 或更高版本中使用。如果您使用早期的框架版本，则可以使用以前版本的包， 1.1.3，面向 .NET Framework 4.5.1 或 .NET Core 1.0。不幸的是，甚至无法在 .NET 的早期版本中使用它。

文档和工作示例位于 learn.microsoft.com。但是，不要按原样复制粘贴，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 绝对太快而无法保证安全，SHA-256 还不错，但我会推荐 SHA-512，因为据说它的 64 位操作使用使得更难从基于 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，长度超过哈希输出长度肯定不会带来任何好处。

接下来是迭代计数。它越大，密码哈希就越难破解，但用户登录所需的时间就越长。我建议选择它，这样哈希在典型的生产系统上需要 0.25 - 1 秒，并且在任何情况下，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 中未遇到的分隔符将盐和密码合并在一列中。

不要忘记设计密码散列存储，以便将来无缝地转向更好的散列算法。

Answer 5

如果您要存储哈希密码，请使用 bcrypt 而不是 SHA-256。问题在于 SHA-256 针对速度进行了优化，如果有人访问您的数据库，则更容易对密码进行暴力攻击。

阅读这篇文章：彩虹表已经足够了：关于安全密码方案您需要了解的内容和这个回答之前的问题。

文章中的一些引用：

问题是 MD5 速度很快。它的现代竞争对手也是如此，例如 SHA1 和 SHA256。速度是现代安全哈希的设计目标，因为哈希是几乎每个密码系统的构建块，并且通常按每个数据包或每个消息按需执行。

速度正是您在密码哈希函数中不想要的。

---

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

Answer 6

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

Answer 7

这是持久性不知道的 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，因为我之前也遇到过同样的问题，但可以通过小代码片段解决它

    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();

    }