详细说明对密码执行散列与 salt 运算方法

Credentials.cs

using System;
using System.IO;
using System.Text;
using System.Security.Cryptography;
 
namespace BookStore.Common
{
       /// <summary>
       /// Credentials 的摘要说明。
       /// 原理：
       /// 对密码执行散列运算
       /// 若要避免以明文形式存储密码，一种常见的安全做法是对密码执行散列运算。如以下代码所示，使用 System.Security.Cryptography 命名空间（它实现 160 位 SHA-1 标准）对密码进行散列运算。有关更多信息，请参见 SHA1 成员。
       /// 对散列执行 Salt 运算
       /// 虽然对密码执行散列运算的一个好的开端，但若要增加免受潜在攻击的安全性，则可以对密码散列执行 Salt 运算。Salt 就是在已执行散列运算的密码中插入的一个随机数字。这一策略有助于阻止潜在的攻击者利用预先计算的字典攻击。字典攻击是攻击者使用密钥的所有可能组合来破解密码的攻击。当您使用 Salt 值使散列运算进一步随机化后，攻击者将需要为每个 Salt 值创建一个字典，这将使攻击变得非常复杂且成本极高。
       /// Salt 值随散列存储在一起，并且未经过加密。所存储的 Salt 值可以在随后用于密码验证。
       /// </summary>
       public class Credentials
       {
              private static string key = "!48%0d-F=cj>,s&2";  //密钥（增加密码复杂度，好像比较多余）
              private const int saltLength = 4;                         //定义salt值的长度
 
              /// <summary>
              /// 对密码进行Hash 和 Salt
              /// </summary>
              /// <param name="Password">用户输入的密码</param>
              /// <returns></returns>
              public static byte[] HashAndSalt(string Password)
              {
                     return CreateDbPassword(HashPassword(Password));
              }
 
              /// <summary>
              /// 对用户输入的密码加上密钥key后进行SHA1散列
              /// </summary>
              /// <param name="Password">用户输入的密码</param>
              /// <returns>返回 160 位 SHA-1 散列后的的byte[]（160位对应20个字节）</returns>
              private static byte[] HashPassword( string Password )
              {
                     //创建SHA1的对象实例sha1
                     SHA1 sha1 = SHA1.Create();
                     //计算输入数据的哈希值
                     return sha1.ComputeHash( Encoding.Unicode.GetBytes( Password + key ) );
              }
             
              /// <summary>
              /// 比较数据库中的密码和所输入的密码是否相同
              /// </summary>
              /// <param name="storedPassword">数据库中的密码</param>
              /// <param name="Password">用户输入的密码</param>
              /// <returns>true：相等/false：不等</returns>
              public static bool ComparePasswords(byte[] storedPassword, string Password)
              {
                     //首先将用户输入的密码进行Hash散列
                     byte[] hashedPassword = HashPassword(Password);
 
                     if (storedPassword == null hashedPassword == null hashedPassword.Length != storedPassword.Length - saltLength)
                     {
                            return false;
                     }
 
                     //获取数据库中的密码的salt 值，数据库中的密码的后4个字节为salt 值
                     byte[] saltValue = new byte[saltLength];
                     int saltOffset = storedPassword.Length - saltLength;
                     for (int i = 0; i < saltLength; i++){
                            saltValue[i] = storedPassword[saltOffset + i];
                     }
                    
                     //用户输入的密码用户输入的密码加上salt 值，进行salt
                     byte[] saltedPassword = CreateSaltedPassword(saltValue, hashedPassword);
             
                     //比较数据库中的密码和经过salt的用户输入密码是否相等
                     return CompareByteArray(storedPassword, saltedPassword);
              }
 
              /// <summary>
              /// 比较两个ByteArray，看是否相等
              /// </summary>
              /// <param name="array1"></param>
              /// <param name="array2"></param>
              /// <returns>true：相等/false：不等</returns>
              private static bool CompareByteArray(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;
              }
 
              /// <summary>
              /// 对要存储的密码进行salt运算
              /// </summary>
              /// <param name="unsaltedPassword">没有进行过salt运算的hash散列密码</param>
              /// <returns>经过salt的密码（经过salt的密码长度为：20+4=24，存储密码的字段为Binary(24)）</returns>
              private static byte[] CreateDbPassword(byte[] unsaltedPassword)
              {
                     //获得 salt 值
                     byte[] saltValue = new byte[saltLength];
                     RNGCryptoServiceProvider rng = new RNGCryptoServiceProvider();
                     rng.GetBytes(saltValue);
                    
                     return CreateSaltedPassword(saltValue, unsaltedPassword);
              }
             
              /// <summary>
              /// 创建一个经过salt的密码
              /// </summary>
              /// <param name="saltValue">salt 值</param>
              /// <param name="unsaltedPassword">没有进行过salt运算的hash散列密码</param>
              /// <returns>经过salt的密码</returns>
              private static byte[] CreateSaltedPassword(byte[] saltValue, byte[] unsaltedPassword)
              {
                     //将salt值数组添加到hash散列数组后拼接成rawSalted数组中
                     byte[] rawSalted  = new byte[unsaltedPassword.Length + saltValue.Length];
                     unsaltedPassword.CopyTo(rawSalted,0);
                     saltValue.CopyTo(rawSalted,unsaltedPassword.Length);
                    
                     //将合并后的rawSalted数组再进行SHA1散列的到saltedPassword数组（长度为20字节）
                     SHA1 sha1 = SHA1.Create();
                     byte[] saltedPassword = sha1.ComputeHash(rawSalted);
 
                     //将salt值数组在添加到saltedPassword数组后拼接成dbPassword数组（长度为24字节）
                     byte[] dbPassword  = new byte[saltedPassword.Length + saltValue.Length];
                     saltedPassword.CopyTo(dbPassword,0);
                     saltValue.CopyTo(dbPassword,saltedPassword.Length);
 
                     return dbPassword;
              }
 
       }
}