Rfc2898 / PBKDF2，其中 SHA256 作为 c# 中的摘要

.

NET Core有一个新的Rfc2898DeriveBytes实现。

CoreFX 版本不再具有硬编码的哈希算法

该代码可在Github上找到。它于 2017 年 3 月合并到 master，并已随 .NET Core 2.0 一起提供。

对于那些需要它的人，.NET Framework 4.7.2 包括 Rfc2898DeriveBytes 的重载，它允许指定哈希算法：

byte[] bytes;
using (var deriveBytes = new Rfc2898DeriveBytes(password, salt, iterations, HashAlgorithmName.SHA256))
{
    bytes = deriveBytes.GetBytes(PBKDF2SubkeyLength);
}

目前的HashAlgorithmName选项是：

• MD5
• SHA1
• SHA256
• SHA384
• SHA512

参见布鲁诺·加西亚的回答。

<小时 />

在我开始这个答案时，Rfc2898DeriveBytes 无法配置为使用不同的哈希函数。不过，与此同时，它得到了改进;看看布鲁诺·加西亚的回答。 以下函数可用于生成用户提供的密码的哈希版本，以存储在数据库中以进行身份验证。

对于较旧的 .NET 框架的用户，这仍然很有用：

// NOTE: The iteration count should
// be as high as possible without causing
// unreasonable delay.  Note also that the password
// and salt are byte arrays, not strings.  After use,
// the password and salt should be cleared (with Array.Clear)
public static byte[] PBKDF2Sha256GetBytes(int dklen, byte[] password, byte[] salt, int iterationCount){
    using(var hmac=new System.Security.Cryptography.HMACSHA256(password)){
        int hashLength=hmac.HashSize/8;
        if((hmac.HashSize&7)!=0)
            hashLength++;
        int keyLength=dklen/hashLength;
        if((long)dklen>(0xFFFFFFFFL*hashLength) || dklen<0)
            throw new ArgumentOutOfRangeException("dklen");
        if(dklen%hashLength!=0)
            keyLength++;
        byte[] extendedkey=new byte[salt.Length+4];
        Buffer.BlockCopy(salt,0,extendedkey,0,salt.Length);
        using(var ms=new System.IO.MemoryStream()){
            for(int i=0;i<keyLength;i++){
                extendedkey[salt.Length]=(byte)(((i+1)>>24)&0xFF);
                extendedkey[salt.Length+1]=(byte)(((i+1)>>16)&0xFF);
                extendedkey[salt.Length+2]=(byte)(((i+1)>>8)&0xFF);
                extendedkey[salt.Length+3]=(byte)(((i+1))&0xFF);
                byte[] u=hmac.ComputeHash(extendedkey);
                Array.Clear(extendedkey,salt.Length,4);
                byte[] f=u;
                for(int j=1;j<iterationCount;j++){
                    u=hmac.ComputeHash(u);
                    for(int k=0;k<f.Length;k++){
                        f[k]^=u[k];
                    }
                }
                ms.Write(f,0,f.Length);
                Array.Clear(u,0,u.Length);
                Array.Clear(f,0,f.Length);
            }
            byte[] dk=new byte[dklen];
            ms.Position=0;
            ms.Read(dk,0,dklen);
            ms.Position=0;
            for(long i=0;i<ms.Length;i++){
                ms.WriteByte(0);
            }
            Array.Clear(extendedkey,0,extendedkey.Length);
            return dk;
        }
    }

BCL Rfc2898DeriveBytes被硬编码为使用 sha-1。

KeyDerivation.Pbkdf2允许完全相同的输出，但它也允许HMAC SHA-256和HMAC SHA-512。它也更快;在我的机器上大约 5 倍 - 这对安全性有好处，因为它允许更多的子弹，这使得饼干的生活更难（顺便说一下，SHA-512 的 GPU 友好程度远低于 SHA-256 或 SHA1）。 而且 api 更简单，启动：

byte[] salt = ...
string password = ...
var rounds = 50000;                       // pick something bearable
var num_bytes_requested = 16;             // 128 bits is fine
var prf = KeyDerivationPrf.HMACSHA512;    // or sha256, or sha1
byte[] hashed = KeyDerivation.Pbkdf2(password, salt, prf, rounds, num_bytes_requested);

它来自 nuget 包 Microsoft.AspNetCore.Cryptography.KeyDerivation，它不依赖于 asp.net 核心;它运行在 .net 4.5.1 或 .net 标准 1.3 或更高版本上。

你可以

使用Bouncy Castle。C# 规范列出了算法"PBEwithHmacSHA-256"，它只能是带有 SHA-256 的 PBKDF2。

我知道

这是一个古老的问题，但对于遇到它的任何人来说，您现在可以使用 Microsoft.AspNetCore.Cryptography.KeyDerivation nuget 包中的 KeyDerivation.Pbkdf2。它是 asp.net 核心中使用的。

不幸的是，它将添加大量不需要的引用。您可以复制代码并将其粘贴到您自己的项目中（尽管您现在必须维护 cryto 代码，这是一个 PITA）

对于它的价值，这里有一个Microsoft实现的副本，但SHA-1替换为SHA512：

namespace System.Security.Cryptography
{
using System.Globalization;
using System.IO;
using System.Text;
[System.Runtime.InteropServices.ComVisible(true)]
public class Rfc2898DeriveBytes_HMACSHA512 : DeriveBytes
{
    private byte[] m_buffer;
    private byte[] m_salt;
    private HMACSHA512 m_HMACSHA512;  // The pseudo-random generator function used in PBKDF2
    private uint m_iterations;
    private uint m_block;
    private int m_startIndex;
    private int m_endIndex;
    private static RNGCryptoServiceProvider _rng;
    private static RNGCryptoServiceProvider StaticRandomNumberGenerator
    {
        get
        {
            if (_rng == null)
            {
                _rng = new RNGCryptoServiceProvider();
            }
            return _rng;
        }
    }
    private const int BlockSize = 20;
    //
    // public constructors 
    // 
    public Rfc2898DeriveBytes_HMACSHA512(string password, int saltSize) : this(password, saltSize, 1000) { }
    public Rfc2898DeriveBytes_HMACSHA512(string password, int saltSize, int iterations)
    {
        if (saltSize < 0)
            throw new ArgumentOutOfRangeException("saltSize", Environment.GetResourceString("ArgumentOutOfRange_NeedNonNegNum"));
        byte[] salt = new byte[saltSize];
        StaticRandomNumberGenerator.GetBytes(salt);
        Salt = salt;
        IterationCount = iterations;
        m_HMACSHA512 = new HMACSHA512(new UTF8Encoding(false).GetBytes(password));
        Initialize();
    }
    public Rfc2898DeriveBytes_HMACSHA512(string password, byte[] salt) : this(password, salt, 1000) { }
    public Rfc2898DeriveBytes_HMACSHA512(string password, byte[] salt, int iterations) : this(new UTF8Encoding(false).GetBytes(password), salt, iterations) { }
    public Rfc2898DeriveBytes_HMACSHA512(byte[] password, byte[] salt, int iterations)
    {
        Salt = salt;
        IterationCount = iterations;
        m_HMACSHA512 = new HMACSHA512(password);
        Initialize();
    }
    //
    // public properties 
    //
    public int IterationCount
    {
        get { return (int)m_iterations; }
        set
        {
            if (value <= 0)
                throw new ArgumentOutOfRangeException("value", Environment.GetResourceString("ArgumentOutOfRange_NeedNonNegNum"));
            m_iterations = (uint)value;
            Initialize();
        }
    }
    public byte[] Salt
    {
        get { return (byte[])m_salt.Clone(); }
        set
        {
            if (value == null)
                throw new ArgumentNullException("value");
            if (value.Length < 8)
                throw new ArgumentException(String.Format(CultureInfo.CurrentCulture, Environment.GetResourceString("Cryptography_PasswordDerivedBytes_FewBytesSalt")));
            m_salt = (byte[])value.Clone();
            Initialize();
        }
    }
    // 
    // public methods
    // 
    public override byte[] GetBytes(int cb)
    {
        if (cb <= 0)
            throw new ArgumentOutOfRangeException("cb", Environment.GetResourceString("ArgumentOutOfRange_NeedNonNegNum"));
        byte[] password = new byte[cb];
        int offset = 0;
        int size = m_endIndex - m_startIndex;
        if (size > 0)
        {
            if (cb >= size)
            {
                Buffer.InternalBlockCopy(m_buffer, m_startIndex, password, 0, size);
                m_startIndex = m_endIndex = 0;
                offset += size;
            }
            else
            {
                Buffer.InternalBlockCopy(m_buffer, m_startIndex, password, 0, cb);
                m_startIndex += cb;
                return password;
            }
        }
        //BCLDebug.Assert(m_startIndex == 0 && m_endIndex == 0, "Invalid start or end index in the internal buffer.");
        while (offset < cb)
        {
            byte[] T_block = Func();
            int remainder = cb - offset;
            if (remainder > BlockSize)
            {
                Buffer.InternalBlockCopy(T_block, 0, password, offset, BlockSize);
                offset += BlockSize;
            }
            else
            {
                Buffer.InternalBlockCopy(T_block, 0, password, offset, remainder);
                offset += remainder;
                Buffer.InternalBlockCopy(T_block, remainder, m_buffer, m_startIndex, BlockSize - remainder);
                m_endIndex += (BlockSize - remainder);
                return password;
            }
        }
        return password;
    }
    public override void Reset()
    {
        Initialize();
    }
    private void Initialize()
    {
        if (m_buffer != null)
            Array.Clear(m_buffer, 0, m_buffer.Length);
        m_buffer = new byte[BlockSize];
        m_block = 1;
        m_startIndex = m_endIndex = 0;
    }
    internal static byte[] Int(uint i)
    {
        byte[] b = BitConverter.GetBytes(i);
        byte[] littleEndianBytes = { b[3], b[2], b[1], b[0] };
        return BitConverter.IsLittleEndian ? littleEndianBytes : b;
    }
    // This function is defined as follow : 
    // Func (S, i) = HMAC(S || i) | HMAC2(S || i) | ... | HMAC(iterations) (S || i)
    // where i is the block number. 
    private byte[] Func()
    {
        byte[] INT_block = Int(m_block);
        m_HMACSHA512.TransformBlock(m_salt, 0, m_salt.Length, m_salt, 0);
        m_HMACSHA512.TransformFinalBlock(INT_block, 0, INT_block.Length);
        byte[] temp = m_HMACSHA512.Hash;
        m_HMACSHA512.Initialize();
        byte[] ret = temp;
        for (int i = 2; i <= m_iterations; i++)
        {
            temp = m_HMACSHA512.ComputeHash(temp);
            for (int j = 0; j < BlockSize; j++)
            {
                ret[j] ^= temp[j];
            }
        }
        // increment the block count.
        m_block++;
        return ret;
    }
}
}

除了用HMACSHA512替换HMACSHA1之外，还需要添加一个StaticRandomNumberGenerator属性，因为Utils.StaticRandomNumberGenerator在微软程序集中internal，并且需要添加static byte[] Int(uint i)方法，因为微软的Utils.Int也是internal。除此之外，代码有效。

虽然这是一个老问题，因为我在我的问题可配置 Rfc2898DeriveBytes 中添加了对这个问题的引用，其中我询问Rfc2898DeriveBytes算法的通用实现是否正确。

我现在已经测试并验证了如果为TAlgorithm提供与 .NET 实现相同的哈希值HMACSHA1它会生成完全相同的哈希值Rfc2898DeriveBytes

为了使用该类，必须为 HMAC 算法提供构造函数，该算法需要字节数组作为第一个参数。

例如：

var rfcGenSha1 = new Rfc2898DeriveBytes<HMACSHA1>(b => new HMACSHA1(b), key, ...)
var rfcGenSha256 = new Rfc2898DeriveBytes<HMACSHA256>(b => new HMACSHA256(b), key, ...)

这需要算法在这一点上继承 HMAC，我相信人们可以减少限制以要求从 KeyedHashAlgorithm 而不是HMAC继承，只要算法的构造函数接受构造函数的字节数组。