（一） 為什么要用哈希函數(shù)來加密密碼
如果你需要保存密碼（比如網(wǎng)站用戶的密碼），你要考慮如何保護(hù)這些密碼數(shù)據(jù)，象下面那樣直接將密碼寫入數(shù)據(jù)庫中是極不安全的，因?yàn)槿魏慰梢源蜷_數(shù)據(jù)庫的人，都將可以直接看到這些密碼。
解決的辦法是將密碼加密后再存儲(chǔ)進(jìn)數(shù)據(jù)庫，比較常用的加密方法是使用哈希函數(shù)（Hash Function）。哈希函數(shù)的具體定義，大家可以在網(wǎng)上或者相關(guān)書籍中查閱到，簡單地說，它的特性如下：
（1）原始密碼經(jīng)哈希函數(shù)計(jì)算后得到一個(gè)哈希值
（2）改變原始密碼，哈希函數(shù)計(jì)算出的哈希值也會(huì)相應(yīng)改變
（3） 同樣的密碼，哈希值也是相同的
（4） 哈希函數(shù)是單向、不可逆的。也就是說從哈希值，你無法推算出原始的密碼是多少
有了哈希函數(shù)，我們就可以將密碼的哈希值存儲(chǔ)進(jìn)數(shù)據(jù)庫。用戶登錄網(wǎng)站的時(shí)候，我們可以檢驗(yàn)用戶輸入密碼的哈希值是否與數(shù)據(jù)庫中的哈希值相同。
由于哈希函數(shù)是不可逆的，即使有人打開了數(shù)據(jù)庫，也無法看到用戶的密碼是多少。
那么存儲(chǔ)經(jīng)過哈希函數(shù)加密后的密碼是否就是安全的了呢？我們先來看一下幾種常見的破解密碼的方法。
（二） 幾種常見的破解密碼的方法
最簡單、常見的破解方式當(dāng)屬字典破解（Dictionary Attack）和暴力破解（Brute Force Attack）方式。這兩種方法說白了就是猜密碼。
字典破解和暴力破解都是效率比較低的破解方式。如果你知道了數(shù)據(jù)庫中密碼的哈希值，你就可以采用一種更高效的破解方式，查表法（Lookup Tables）。還有一些方法，比如逆向查表法（Reverse Lookup Tables）、彩虹表（Rainbow Tables）等，都和查表法大同小異?，F(xiàn)在我們來看一下查表法的原理。
查表法不像字典破解和暴力破解那樣猜密碼，它首先將一些比較常用的密碼的哈希值算好，然后建立一張表，當(dāng)然密碼越多，這張表就越大。當(dāng)你知道某個(gè)密碼的哈希值時(shí)，你只需要在你建立好的表中查找該哈希值，如果找到了，你就知道對應(yīng)的密碼了。
（三） 為密碼加鹽（Salt）
從上面的查表法可以看出，即便是將原始密碼加密后的哈希值存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中依然是不夠安全的。那么有什么好的辦法來解決這個(gè)問題呢？答案是加鹽。
鹽（Salt）是什么？就是一個(gè)隨機(jī)生成的字符串。我們將鹽與原始密碼連接（concat）在一起（放在前面或后面都可以），然后將concat后的字符串加密。采用這種方式加密密碼，查表法就不靈了（因?yàn)辂}是隨機(jī)生成的）。
（四） 在.NET中的實(shí)現(xiàn)
在.NET中，生成鹽可以使用RNGCryptoServiceProvider類，當(dāng)然也可以使用GUID。哈希函數(shù)的算法我們可以使用SHA（Secure Hash Algorithm）家族算法，當(dāng)然哈希函數(shù)的算法有很多，比如你也可以采用MD5。這里順便提一下，美國政府以前廣泛采用SHA-1算法，在2005年被我國山東大學(xué)的王小云教授發(fā)現(xiàn)了安全漏洞，所以現(xiàn)在比較常用SHA-1加長的變種，比如SHA-256。在.NET中，可以使用SHA256Managed類。
下面來看一段代碼演示如何在.NET中實(shí)現(xiàn)給密碼加鹽加密。加密后的密碼保存在MySQL數(shù)據(jù)庫中。
下面的代碼演示如何注冊一個(gè)新帳戶。鹽的生成可以使用新Guid，也可以使用RNGCryptoServiceProvider 類。將byte[]轉(zhuǎn)換為string，可以使用Base64String（我在以前的博客中介紹過Base 64 Encoding 編碼），也可以使用下面的ToHexString方法。
復(fù)制代碼 代碼如下:
protected void ButtonRegister_Click(object sender, EventArgs e)
{
string username = TextBoxUserName.Text;
string password = TextBoxPassword.Text;
// random salt
string salt = Guid.NewGuid().ToString();
// random salt
// you can also use RNGCryptoServiceProvider class
//System.Security.Cryptography.RNGCryptoServiceProvider rng = new System.Security.Cryptography.RNGCryptoServiceProvider();
//byte[] saltBytes = new byte[36];
//rng.GetBytes(saltBytes);
//string salt = Convert.ToBase64String(saltBytes);
//string salt = ToHexString(saltBytes);
byte[] passwordAndSaltBytes = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(password + salt);
byte[] hashBytes = new System.Security.Cryptography.SHA256Managed().ComputeHash(passwordAndSaltBytes);
string hashString = Convert.ToBase64String(hashBytes);
// you can also use ToHexString to convert byte[] to string
//string hashString = ToHexString(hashBytes);
var db = new TestEntities();
usercredential newRecord = usercredential.Createusercredential(username, hashString, salt);
db.usercredentials.AddObject(newRecord);
db.SaveChanges();
}
string ToHexString(byte[] bytes)
{
var hex = new StringBuilder();
foreach (byte b in bytes)
{
hex.AppendFormat("{0:x2}", b);
}
return hex.ToString();
}
下面的代碼演示了如何檢驗(yàn)登錄用戶的密碼是否正確。首先檢驗(yàn)用戶名是否存在，如果存在，獲得該用戶的鹽，然后用該鹽和用戶輸入的密碼來計(jì)算哈希值，并和數(shù)據(jù)庫中的哈希值進(jìn)行比較。
復(fù)制代碼 代碼如下:
protected void ButtonSignIn_Click(object sender, EventArgs e)
{
string username = TextBoxUserName.Text;
string password = TextBoxPassword.Text;
var db = new TestEntities();
usercredential record = db.usercredentials.Where(x => string.Compare(x.UserName, username, true) == 0).FirstOrDefault();
if (record == default(usercredential))
{
throw new ApplicationException("invalid user name and password");
}
string salt = record.Salt;
byte[] passwordAndSaltBytes = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(password + salt);
byte[] hashBytes = new System.Security.Cryptography.SHA256Managed().ComputeHash(passwordAndSaltBytes);
string hashString = Convert.ToBase64String(hashBytes);
if (hashString == record.PasswordHash)
{
// user login successfully
}
else
{
throw new ApplicationException("invalid user name and password");
}
}
總結(jié)：單單使用哈希函數(shù)來為密碼加密是不夠的，需要為密碼加鹽來提高安全性，鹽的長度不能過短，并且鹽的產(chǎn)生應(yīng)該是隨機(jī)的。
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