Rfc2898/PBKDF2 с SHA256 как дайджест в С#

Ответ 1

Смотрите ответ Бруно Гарсиа.

Карстен: Пожалуйста, примите этот ответ, а не этот.

В то время, когда я начинал этот ответ, Rfc2898DeriveBytes не настраивался для использования другой хэш-функции. Тем временем, однако, это было улучшено; см. ответ Бруно Гарсии. Следующая функция может использоваться для генерации хешированной версии предоставленного пользователем пароля для хранения в базе данных в целях аутентификации.

Для пользователей более старых платформ .NET это по-прежнему полезно:

// 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;
        }
    }

Ответ 2

.NET Core имеет новую реализацию Rfc2898DeriveBytes.

версия CoreFX больше не имеет жестко закодированный алгоритм хеширования

Код доступен в Github. Он был объединен для освоения в марте 2017 года и был отправлен с .NET Core 2.0.

Ответ 3

Для тех, кому это нужно,.NET Framework 4.7.2 включает перегрузку Rfc2898DeriveBytes, которая позволяет указать алгоритм хеширования:

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

Варианты HashAlgorithmName на данный момент:

• MD5
• SHA1
• SHA256
• SHA384
• SHA512

Ответ 4

BCL Rfc2898DeriveBytes жестко закодирован для использования sha-1.

KeyDerivation.Pbkdf2 позволяет получить точно такой же результат, но также позволяет использовать HMAC SHA-256 и HMAC SHA-512. Это быстрее; на моей машине примерно в 5 раз - и это хорошо для безопасности, потому что это позволяет больше раундов, что делает жизнь для крекеров сложнее (кстати, sha-512 намного менее дружелюбен к gpu, чем sha-256 или sha1). И api проще, для загрузки:

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);

Это из пакета nuget Microsoft.AspNetCore.Cryptography.KeyDerivation, который не зависит от ядра asp.net; он работает на .net 4.5.1 или .net стандарте 1.3 или выше.

Ответ 5

Я знаю, что это старый вопрос, но для всех, кто сталкивается с ним, теперь вы можете использовать KeyDerivation.Pbkdf2 из пакета Microsoft.AspNetCore.Cryptography.KeyDerivation nuget. Это то, что используется в ядре asp.net.

К сожалению, это добавит массу ссылок, которые действительно не нужны. Вы можете просто скопировать код и вставить его в свой собственный проект (хотя теперь вам нужно будет поддерживать код cryto, который является PITA)

Ответ 6

Вы можете использовать Bouncy Castle. Спецификация С# содержит алгоритм "PBEwithHmacSHA-256", который может быть только PBKDF2 с SHA-256.

Ответ 7

Для чего это стоит, здесь копия реализации Microsoft, но с SHA-1 заменена на 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;
    }
}
}

В дополнение к замене HMACSHA1 на HMACSHA512 вам нужно добавить свойство StaticRandomNumberGenerator, потому что Utils.StaticRandomNumberGenerator - internal в сборке microsoft, и вам нужно добавить метод static byte[] Int(uint i), потому что microsoft Utils.Int также internal. Помимо этого, код работает.

Ответ 8

Хотя это старый вопрос, так как я добавил ссылку на этот вопрос в своем настраиваемом Rfc2898DeriveBytes, где я спросил, была ли общая реализация алгоритма Rfc2898DeriveBytes правильный.

Теперь я тестировал и проверял, что он генерирует точные хэш-значения, если HMACSHA1 предоставляется для TAlgorithm как реализация .NET Rfc2898DeriveBytes

Чтобы использовать класс, необходимо предоставить конструктор для алгоритма HMAC, требующего байтового массива в качестве первого аргумента.

например:

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

Это требует, чтобы алгоритм наследовал HMAC в этот момент, я считаю, что можно было бы уменьшить ограничение, требующее наследования от KeyedHashAlgorithm вместо HMAC, если конструктор алгоритма принимает массив байтов для конструктора.