c# - C# 中的哈希和盐密码

Question

我刚刚浏览了 DavidHayden 的一篇关于Hashing User Passwords的文章。

真的，我无法得到他想要达到的目标。

这是他的代码：

private static string CreateSalt(int size)
{
    //Generate a cryptographic random number.
    RNGCryptoServiceProvider rng = new RNGCryptoServiceProvider();
    byte[] buff = new byte[size];
    rng.GetBytes(buff);

    // Return a Base64 string representation of the random number.
    return Convert.ToBase64String(buff);
}

private static string CreatePasswordHash(string pwd, string salt)
{
    string saltAndPwd = String.Concat(pwd, salt);
    string hashedPwd =
        FormsAuthentication.HashPasswordForStoringInConfigFile(
        saltAndPwd, "sha1");
    return hashedPwd;
}

是否有任何其他 C# 方法用于散列密码并添加盐？

score 257 · Accepted Answer

实际上，这有点奇怪，使用字符串转换 - 成员资格提供程序将它们放入配置文件中。哈希和盐是二进制 blob，除非要将它们放入文本文件，否则无需将它们转换为字符串。

在我的《开始 ASP.NET 安全性》一书中，（哦，终于有了一个拉皮条的借口）我做了以下事情

static byte[] GenerateSaltedHash(byte[] plainText, byte[] salt)
{
  HashAlgorithm algorithm = new SHA256Managed();

  byte[] plainTextWithSaltBytes = 
    new byte[plainText.Length + salt.Length];

  for (int i = 0; i < plainText.Length; i++)
  {
    plainTextWithSaltBytes[i] = plainText[i];
  }
  for (int i = 0; i < salt.Length; i++)
  {
    plainTextWithSaltBytes[plainText.Length + i] = salt[i];
  }

  return algorithm.ComputeHash(plainTextWithSaltBytes);            
}

盐的产生就是问题中的例子。您可以使用将文本转换为字节数组Encoding.UTF8.GetBytes(string)。如果您必须将哈希转换为其字符串表示形式，您可以使用Convert.ToBase64String并将Convert.FromBase64String其转换回来。

您应该注意，您不能在字节数组上使用相等运算符，它会检查引用，因此您应该简单地遍历两个数组，检查每个字节

public static bool CompareByteArrays(byte[] array1, byte[] array2)
{
  if (array1.Length != array2.Length)
  {
    return false;
  }

  for (int i = 0; i < array1.Length; i++)
  {
    if (array1[i] != array2[i])
    {
      return false;
    }
  }

  return true;
}

始终为每个密码使用新的盐。盐不必保密，可以与散列本身一起存储。

score 51 · Accepted Answer

blowdart 说了什么，但代码少了一点。使用 Linq 或CopyTo连接数组。

public static byte[] Hash(string value, byte[] salt)
{
    return Hash(Encoding.UTF8.GetBytes(value), salt);
}

public static byte[] Hash(byte[] value, byte[] salt)
{
    byte[] saltedValue = value.Concat(salt).ToArray();
    // Alternatively use CopyTo.
    //var saltedValue = new byte[value.Length + salt.Length];
    //value.CopyTo(saltedValue, 0);
    //salt.CopyTo(saltedValue, value.Length);

    return new SHA256Managed().ComputeHash(saltedValue);
}

Linq 也有一种简单的方法来比较您的字节数组。

public bool ConfirmPassword(string password)
{
    byte[] passwordHash = Hash(password, _passwordSalt);

    return _passwordHash.SequenceEqual(passwordHash);
}

然而，在实施任何这些之前，请查看这篇文章。对于密码散列，您可能需要一种慢速散列算法，而不是快速散列算法。

为此，有Rfc2898DeriveBytes一个很慢的类（并且可以变得更慢），并且可以回答原始问题的第二部分，因为它可以接受密码和盐并返回哈希值。有关更多信息，请参阅此问题。请注意，Stack ExchangeRfc2898DeriveBytes用于密码散列（此处为源代码）。

score 35 · Accepted Answer

我一直在读到像 SHA256 这样的散列函数并不是真正用于存储密码的： https ://patrickmn.com/security/storing-passwords-securely/#notpasswordhashes

取而代之的是 PBKDF2、bcrypt 或 scrypt 等自适应密钥派生函数。这是 Microsoft在其 Microsoft.AspNet.Identity 库中为PasswordHasher编写的基于 PBKDF2 的一个：

/* =======================
 * HASHED PASSWORD FORMATS
 * =======================
 * 
 * Version 3:
 * PBKDF2 with HMAC-SHA256, 128-bit salt, 256-bit subkey, 10000 iterations.
 * Format: { 0x01, prf (UInt32), iter count (UInt32), salt length (UInt32), salt, subkey }
 * (All UInt32s are stored big-endian.)
 */

public string HashPassword(string password)
{
    var prf = KeyDerivationPrf.HMACSHA256;
    var rng = RandomNumberGenerator.Create();
    const int iterCount = 10000;
    const int saltSize = 128 / 8;
    const int numBytesRequested = 256 / 8;

    // Produce a version 3 (see comment above) text hash.
    var salt = new byte[saltSize];
    rng.GetBytes(salt);
    var subkey = KeyDerivation.Pbkdf2(password, salt, prf, iterCount, numBytesRequested);

    var outputBytes = new byte[13 + salt.Length + subkey.Length];
    outputBytes[0] = 0x01; // format marker
    WriteNetworkByteOrder(outputBytes, 1, (uint)prf);
    WriteNetworkByteOrder(outputBytes, 5, iterCount);
    WriteNetworkByteOrder(outputBytes, 9, saltSize);
    Buffer.BlockCopy(salt, 0, outputBytes, 13, salt.Length);
    Buffer.BlockCopy(subkey, 0, outputBytes, 13 + saltSize, subkey.Length);
    return Convert.ToBase64String(outputBytes);
}

public bool VerifyHashedPassword(string hashedPassword, string providedPassword)
{
    var decodedHashedPassword = Convert.FromBase64String(hashedPassword);

    // Wrong version
    if (decodedHashedPassword[0] != 0x01)
        return false;

    // Read header information
    var prf = (KeyDerivationPrf)ReadNetworkByteOrder(decodedHashedPassword, 1);
    var iterCount = (int)ReadNetworkByteOrder(decodedHashedPassword, 5);
    var saltLength = (int)ReadNetworkByteOrder(decodedHashedPassword, 9);

    // Read the salt: must be >= 128 bits
    if (saltLength < 128 / 8)
    {
        return false;
    }
    var salt = new byte[saltLength];
    Buffer.BlockCopy(decodedHashedPassword, 13, salt, 0, salt.Length);

    // Read the subkey (the rest of the payload): must be >= 128 bits
    var subkeyLength = decodedHashedPassword.Length - 13 - salt.Length;
    if (subkeyLength < 128 / 8)
    {
        return false;
    }
    var expectedSubkey = new byte[subkeyLength];
    Buffer.BlockCopy(decodedHashedPassword, 13 + salt.Length, expectedSubkey, 0, expectedSubkey.Length);

    // Hash the incoming password and verify it
    var actualSubkey = KeyDerivation.Pbkdf2(providedPassword, salt, prf, iterCount, subkeyLength);
    return actualSubkey.SequenceEqual(expectedSubkey);
}

private static void WriteNetworkByteOrder(byte[] buffer, int offset, uint value)
{
    buffer[offset + 0] = (byte)(value >> 24);
    buffer[offset + 1] = (byte)(value >> 16);
    buffer[offset + 2] = (byte)(value >> 8);
    buffer[offset + 3] = (byte)(value >> 0);
}

private static uint ReadNetworkByteOrder(byte[] buffer, int offset)
{
    return ((uint)(buffer[offset + 0]) << 24)
        | ((uint)(buffer[offset + 1]) << 16)
        | ((uint)(buffer[offset + 2]) << 8)
        | ((uint)(buffer[offset + 3]));
}

请注意，这需要安装Microsoft.AspNetCore.Cryptography.KeyDerivation nuget 包，该包需要 .NET Standard 2.0（.NET 4.6.1 或更高版本）。对于早期版本的 .NET，请参见 Microsoft 的 System.Web.Helpers 库中的Crypto类。

2015 年 11 月
更新更新了使用来自不同 Microsoft 库的实现的答案，该库使用 PBKDF2-HMAC-SHA256 散列而不是 PBKDF2-HMAC-SHA1（请注意，如果 iterCount 足够高， PBKDF2-HMAC-SHA1仍然是安全的）。您可以查看复制简化代码的源代码，因为它实际上处理了从先前答案实现的验证和升级哈希，如果您将来需要增加 iterCount，这很有用。

score 26 · Accepted Answer

Salt用于为哈希增加额外的复杂性，使其更难暴力破解。

来自Sitepoint 的一篇文章：

黑客仍然可以执行所谓的字典攻击。恶意方可能会进行字典攻击，例如，他们知道人们经常使用的 100,000 个密码（例如城市名称、运动队等），对其进行哈希处理，然后将字典中的每个条目与数据库中的每一行进行比较桌子。如果黑客找到匹配项，宾果游戏！他们有你的密码。然而，为了解决这个问题，我们只需要对哈希进行加盐。

为了对哈希进行加盐，我们只需拿出一个看起来随机的文本字符串，将其与用户提供的密码连接起来，然后将随机生成的字符串和密码一起作为一个值进行哈希处理。然后，我们将散列和盐值都保存为用户表中的单独字段。

在这种情况下，黑客不仅需要猜测密码，还必须猜测盐。在明文中添加盐可以提高安全性：现在，如果黑客尝试字典攻击，他必须用每个用户行的盐对他的 100,000 个条目进行哈希处理。尽管仍然有可能，但黑客成功的机会会从根本上减少。

在 .NET 中没有自动执行此操作的方法，因此您将使用上面的解决方案。

score 20 · Accepted Answer

我创建了一个具有以下方法的类：

创建盐
哈希输入

验证输入

public class CryptographyProcessor
{
    public string CreateSalt(int size)
    {
        //Generate a cryptographic random number.
        RNGCryptoServiceProvider rng = new RNGCryptoServiceProvider();
        byte[] buff = new byte[size];
        rng.GetBytes(buff);
        return Convert.ToBase64String(buff);
    }

    public string GenerateHash(string input, string salt)
    { 
        byte[] bytes = Encoding.UTF8.GetBytes(input + salt);
        SHA256Managed sHA256ManagedString = new SHA256Managed();
        byte[] hash = sHA256ManagedString.ComputeHash(bytes);
        return Convert.ToBase64String(hash);
    }

    public bool AreEqual(string plainTextInput, string hashedInput, string salt)
    {
        string newHashedPin = GenerateHash(plainTextInput, salt);
        return newHashedPin.Equals(hashedInput); 
    }
}

score 6 · Accepted Answer

使用System.Web.Helpers.CryptoMicrosoft 的 NuGet 包。它会自动将盐添加到哈希中。

你散列这样的密码：var hash = Crypto.HashPassword("foo");

您验证这样的密码：var verified = Crypto.VerifyHashedPassword(hash, "foo");

score 5 · Accepted Answer

呸，这个更好！http://sourceforge.net/projects/pwdtknet/更好，因为.....它执行密钥拉伸并使用HMACSHA512 :)

score 4 · Accepted Answer

我制作了一个库SimpleHashing.Net，以便使用 Microsoft 提供的基本类轻松进行哈希处理。普通的 SHA 已经不足以安全地存储密码了。

该库使用来自 Bcrypt 的哈希格式的想法，但由于没有官方的 MS 实现，我更喜欢使用框架中可用的内容（即 PBKDF2），但开箱即用有点太难了。

这是一个如何使用该库的快速示例：

ISimpleHash simpleHash = new SimpleHash();

// Creating a user hash, hashedPassword can be stored in a database
// hashedPassword contains the number of iterations and salt inside it similar to bcrypt format
string hashedPassword = simpleHash.Compute("Password123");

// Validating user's password by first loading it from database by username
string storedHash = _repository.GetUserPasswordHash(username);
isPasswordValid = simpleHash.Verify("Password123", storedHash);

score 2 · Accepted Answer

我就是这样做的。我创建哈希并使用ProtectedDataapi 存储它：

    public static string GenerateKeyHash(string Password)
    {
        if (string.IsNullOrEmpty(Password)) return null;
        if (Password.Length < 1) return null;

        byte[] salt = new byte[20];
        byte[] key = new byte[20];
        byte[] ret = new byte[40];

        try
        {
            using (RNGCryptoServiceProvider randomBytes = new RNGCryptoServiceProvider())
            {
                randomBytes.GetBytes(salt);

                using (var hashBytes = new Rfc2898DeriveBytes(Password, salt, 10000))
                {
                    key = hashBytes.GetBytes(20);
                    Buffer.BlockCopy(salt, 0, ret, 0, 20);
                    Buffer.BlockCopy(key, 0, ret, 20, 20);
                }
            }
            // returns salt/key pair
            return Convert.ToBase64String(ret);
        }
        finally
        {
            if (salt != null)
                Array.Clear(salt, 0, salt.Length);
            if (key != null)
                Array.Clear(key, 0, key.Length);
            if (ret != null)
                Array.Clear(ret, 0, ret.Length);
        } 
    }

    public static bool ComparePasswords(string PasswordHash, string Password)
    {
        if (string.IsNullOrEmpty(PasswordHash) || string.IsNullOrEmpty(Password)) return false;
        if (PasswordHash.Length < 40 || Password.Length < 1) return false;

        byte[] salt = new byte[20];
        byte[] key = new byte[20];
        byte[] hash = Convert.FromBase64String(PasswordHash);

        try
        {
            Buffer.BlockCopy(hash, 0, salt, 0, 20);
            Buffer.BlockCopy(hash, 20, key, 0, 20);

            using (var hashBytes = new Rfc2898DeriveBytes(Password, salt, 10000))
            {
                byte[] newKey = hashBytes.GetBytes(20);

                if (newKey != null)
                    if (newKey.SequenceEqual(key))
                        return true;
            }
            return false;
        }
        finally
        {
            if (salt != null)
                Array.Clear(salt, 0, salt.Length);
            if (key != null)
                Array.Clear(key, 0, key.Length);
            if (hash != null)
                Array.Clear(hash, 0, hash.Length);
        }
    }

    public static byte[] DecryptData(string Data, byte[] Salt)
    {
        if (string.IsNullOrEmpty(Data)) return null;

        byte[] btData = Convert.FromBase64String(Data);

        try
        {
            return ProtectedData.Unprotect(btData, Salt, DataProtectionScope.CurrentUser);
        }
        finally
        {
            if (btData != null)
                Array.Clear(btData, 0, btData.Length);
        }
    }

    public static string EncryptData(byte[] Data, byte[] Salt)
    {
        if (Data == null) return null;
        if (Data.Length < 1) return null;

        byte[] buffer = new byte[Data.Length];

        try
        {
            Buffer.BlockCopy(Data, 0, buffer, 0, Data.Length);
            return System.Convert.ToBase64String(ProtectedData.Protect(buffer, Salt, DataProtectionScope.CurrentUser));
        }
        finally
        {
            if (buffer != null)
                Array.Clear(buffer, 0, buffer.Length);
        }
    }

score 2 · Accepted Answer

我阅读了所有答案，我认为这些已经足够了，特别是带有慢速散列的@Michael文章和@CodesInChaos好的评论，但我决定分享我的散列/验证代码片段，这可能有用并且不需要 [ Microsoft.AspNet.Cryptography .KeyDerivation ]。

    private static bool SlowEquals(byte[] a, byte[] b)
            {
                uint diff = (uint)a.Length ^ (uint)b.Length;
                for (int i = 0; i < a.Length && i < b.Length; i++)
                    diff |= (uint)(a[i] ^ b[i]);
                return diff == 0;
            }

    private static byte[] PBKDF2(string password, byte[] salt, int iterations, int outputBytes)
            {
                Rfc2898DeriveBytes pbkdf2 = new Rfc2898DeriveBytes(password, salt);
                pbkdf2.IterationCount = iterations;
                return pbkdf2.GetBytes(outputBytes);
            }

    private static string CreateHash(string value, int salt_bytes, int hash_bytes, int pbkdf2_iterations)
            {
                // Generate a random salt
                RNGCryptoServiceProvider csprng = new RNGCryptoServiceProvider();
                byte[] salt = new byte[salt_bytes];
                csprng.GetBytes(salt);

                // Hash the value and encode the parameters
                byte[] hash = PBKDF2(value, salt, pbkdf2_iterations, hash_bytes);

                //You need to return the salt value too for the validation process
                return Convert.ToBase64String(hash) + ":" + 
                       Convert.ToBase64String(hash);
            }

    private static bool ValidateHash(string pureVal, string saltVal, string hashVal, int pbkdf2_iterations)
            {
                try
                {
                    byte[] salt = Convert.FromBase64String(saltVal);
                    byte[] hash = Convert.FromBase64String(hashVal);

                    byte[] testHash = PBKDF2(pureVal, salt, pbkdf2_iterations, hash.Length);
                    return SlowEquals(hash, testHash);
                }
                catch (Exception ex)
                {
                    return false;
                }
            }

请注意非常重要的 SlowEquals 功能，最后，我希望这能有所帮助，请不要犹豫，告诉我更好的方法。

score 2 · Accepted Answer

如果您不使用 asp.net 或 .net core，在 >= .Net Standard 2.0 项目中也有一个简单的方法。

首先，您可以设置所需的哈希大小、盐和迭代次数，这与哈希生成的持续时间有关：

private const int SaltSize = 32;
private const int HashSize = 32;
private const int IterationCount = 10000;

要生成密码哈希和盐，您可以使用以下内容：

public static string GeneratePasswordHash(string password, out string salt)
{
    using (Rfc2898DeriveBytes rfc2898DeriveBytes = new Rfc2898DeriveBytes(password, SaltSize))
    {
        rfc2898DeriveBytes.IterationCount = IterationCount;
        byte[] hashData = rfc2898DeriveBytes.GetBytes(HashSize);
        byte[] saltData = rfc2898DeriveBytes.Salt;
        salt = Convert.ToBase64String(saltData);
        return Convert.ToBase64String(hashData);
    }
}

要验证用户输入的密码是否有效，您可以检查数据库中的值：

public static bool VerifyPassword(string password, string passwordHash, string salt)
{
    using (Rfc2898DeriveBytes rfc2898DeriveBytes = new Rfc2898DeriveBytes(password, SaltSize))
    {
        rfc2898DeriveBytes.IterationCount = IterationCount;
        rfc2898DeriveBytes.Salt = Convert.FromBase64String(salt);
        byte[] hashData = rfc2898DeriveBytes.GetBytes(HashSize);
        return Convert.ToBase64String(hashData) == passwordHash;
    }
}

以下单元测试显示了用法：

string password = "MySecret";

string passwordHash = PasswordHasher.GeneratePasswordHash(password, out string salt);

Assert.True(PasswordHasher.VerifyPassword(password, passwordHash, salt));
Assert.False(PasswordHasher.VerifyPassword(password.ToUpper(), passwordHash, salt));

Microsoft Rfc2898DeriveBytes 源

score 0 · Accepted Answer

原始问题已经有了很好的答案，但我想补充一点，“SequenceEqual”可以实现定时攻击。

检查（字节）序列的正常方法是相同的，是将顺序中的每个字节与第二个字节进行比较。第一个无序的将停止比较并返回“false”。

byte[] hash1 = ...
byte[] hash2 = ...
// can be exploited with a timing attack
bool equals = hash1.SequenceEqual(hash2);

这样一来，攻击者需要 256 个字符串以及每个可能的起始字节。他针对该机制运行每个字符串，而获得结果所需时间最长的字符串是具有正确第一个字节的字符串。然后可以在下一个字节上以类似的方式继续攻击......等等。

我在这里找到了一种更好的方法，并有一个很好的解释。

[MethodImpl(MethodImplOptions.NoOptimization)]
private static bool slowEquals(byte[] a, byte[] b)
{
    int diff = a.Length ^ b.Length;

    for (int i = 0; i < a.Length && i < b.Length; i++)
        diff |= a[i] ^ b[i];

    return diff == 0;
}

score -1 · Accepted Answer

在回答原始问题的这一部分“是否有任何其他 C# 方法用于散列密码”您可以使用 ASP.NET Identity v3.0 https://www.nuget.org/packages/Microsoft.AspNet.Identity 来实现这一点。 EntityFramework/3.0.0-rc1-final

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using Microsoft.AspNet.Identity;
using System.Security.Principal;

namespace HashTest{


    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {

            WindowsIdentity wi = WindowsIdentity.GetCurrent();

            var ph = new PasswordHasher<WindowsIdentity>();

            Console.WriteLine(ph.HashPassword(wi,"test"));

            Console.WriteLine(ph.VerifyHashedPassword(wi,"AQAAAAEAACcQAAAAEA5S5X7dmbx/NzTk6ixCX+bi8zbKqBUjBhID3Dg1teh+TRZMkAy3CZC5yIfbLqwk2A==","test"));

        }
    }


}

score -1 · Accepted Answer

 protected void m_GenerateSHA256_Button1_Click(objectSender, EventArgs e)
{
string salt =createSalt(10);
string hashedPassword=GenerateSHA256Hash(m_UserInput_TextBox.Text,Salt);
m_SaltHash_TextBox.Text=Salt;
 m_SaltSHA256Hash_TextBox.Text=hashedPassword;

}
 public string createSalt(int size)
{
 var rng= new System.Security.Cyptography.RNGCyptoServiceProvider();
 var buff= new byte[size];
rng.GetBytes(buff);
 return Convert.ToBase64String(buff);
}


 public string GenerateSHA256Hash(string input,string salt)
{
 byte[]bytes=System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(input+salt);
 new System.Security.Cyptography.SHA256Managed();
 byte[]hash=sha256hashString.ComputedHash(bytes);
 return bytesArrayToHexString(hash);
  }

score -7 · Accepted Answer

create proc [dbo].[hash_pass] @family nvarchar(50), @username nvarchar(50), @pass nvarchar(Max),``` @semat nvarchar(50), @tell nvarchar(50)

as insert into tbl_karbar values (@family,@username,(select HASHBYTES('SHA1' ,@pass)),@semat,@tell)

c# - C# 中的哈希和盐密码

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