ASP.NET Core 2.0中生成1000次迭代SHA256哈希的问题求助

核心问题点 #

• 新旧实现逻辑不匹配：旧实现每次调用都会生成随机128位盐，且每轮迭代都会将上一轮哈希结果与盐拼接后再做哈希；新实现完全没有加盐逻辑，输入源存在本质差异，生成结果必然不一致。同时旧实现因为每次盐随机，哪怕输入相同密码、相同迭代次数，每次调用返回的结果也会不同，且未将盐与最终哈希共同存储，后续根本无法完成哈希验证，本身存在逻辑缺陷。
• 迭代计算规则不一致：旧实现每轮迭代的输入是「上一轮哈希字节的Base64编码 + 盐字节的Base64编码」转UTF8字节；新实现每轮迭代的输入只有上一轮哈希结果的Base64编码转UTF8字节，输入内容不同，哈希结果自然不符。
• 加密实例的冗余创建：新实现每次调用CreateSHA256Hash都会新建SHA256实例，虽然不影响算法结果，但存在不必要的性能开销。

修复方案 #

方案1：兼容旧逻辑的调整实现 #

如果需要和旧逻辑生成的哈希对齐，需要保留加盐逻辑，同时将盐与最终哈希共同存储方便后续验证，示例代码如下：

using System.Security.Cryptography;
using System.Text;

// 输出格式：$"盐Base64|最终哈希Base64"，方便后续拆分验证
public static string CreateSHA256HashWithIteration(string password, int iterations = 1000)
{
    try
    {
        // 生成128位随机盐
        byte[] saltArr = new byte[128 / 8];
        using (var rng = RandomNumberGenerator.Create())
        {
            rng.GetNonZeroBytes(saltArr);
        }

        using (var sha256 = SHA256.Create())
        {
            byte[] buffer = Encoding.UTF8.GetBytes(password);
            for (int i = 0; i < iterations; i++)
            {
                // 按旧逻辑拼接上一轮哈希Base64 + 盐Base64
                string combineStr = Convert.ToBase64String(buffer) + Convert.ToBase64String(saltArr);
                buffer = Encoding.UTF8.GetBytes(combineStr);
                buffer = sha256.ComputeHash(buffer);
            }
            // 返回盐+哈希，方便后续验证
            return $"{Convert.ToBase64String(saltArr)}|{Convert.ToBase64String(buffer)}";
        }
    }
    catch
    {
        return "Exception";
    }
}

// 验证哈希的配套方法
public static bool VerifySHA256Hash(string password, string storedHash, int iterations = 1000)
{
    try
    {
        var parts = storedHash.Split('|');
        if (parts.Length != 2) return false;
        byte[] saltArr = Convert.FromBase64String(parts[0]);
        byte[] storedHashBytes = Convert.FromBase64String(parts[1]);

        using (var sha256 = SHA256.Create())
        {
            byte[] buffer = Encoding.UTF8.GetBytes(password);
            for (int i = 0; i < iterations; i++)
            {
                string combineStr = Convert.ToBase64String(buffer) + Convert.ToBase64String(saltArr);
                buffer = Encoding.UTF8.GetBytes(combineStr);
                buffer = sha256.ComputeHash(buffer);
            }
            return buffer.SequenceEqual(storedHashBytes);
        }
    }
    catch
    {
        return false;
    }
}

方案2：更安全的官方推荐实现 #

手动实现迭代哈希容易出现逻辑漏洞，ASP.NET Core 2.0 推荐直接使用内置的Rfc2898DeriveBytes类实现PBKDF2标准的密码哈希，示例如下：

using System.Security.Cryptography;
using System.Text;

public static string HashPassword(string password, int iterations = 1000)
{
    byte[] salt = new byte[16];
    using (var rng = RandomNumberGenerator.Create())
    {
        rng.GetBytes(salt);
    }
    var hash = Rfc2898DeriveBytes.Pbkdf2(password, salt, iterations, HashAlgorithmName.SHA256, 32);
    return $"{Convert.ToBase64String(salt)}|{iterations}|{Convert.ToBase64String(hash)}";
}

public static bool VerifyPassword(string password, string storedHash)
{
    var parts = storedHash.Split('|');
    if (parts.Length != 3) return false;
    byte[] salt = Convert.FromBase64String(parts[0]);
    int iterations = int.Parse(parts[1]);
    byte[] storedHashBytes = Convert.FromBase64String(parts[2]);
    var computedHash = Rfc2898DeriveBytes.Pbkdf2(password, salt, iterations, HashAlgorithmName.SHA256, 32);
    return computedHash.SequenceEqual(storedHashBytes);
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Jitendra Pancholi