如何在Python中复现System.Security.Cryptography.SHA1Managed的结果

Question

事情是这样的：我正在把一个 .NET 网站迁移到 Python。我有一个数据库，里面存储着用 System.Security.Cryptography.SHA1Managed 工具加密的密码。

我在 .NET 中用以下代码生成哈希值：

string hashedPassword = Cryptographer.CreateHash("MYHasher", userInfo.Password);

MYHasher 这个部分是这样的：

<add algorithmType="System.Security.Cryptography.SHA1Managed, mscorlib, Version=2.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=blahblahblah"
    saltEnabled="true" type="Microsoft.Practices.EnterpriseLibrary.Security.Cryptography.HashAlgorithmProvider, Microsoft.Practices.EnterpriseLibrary.Security.Cryptography, Version=3.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=daahblahdahdah"
    name="MYHasher" />

所以对于一个给定的密码，我得到并存储在数据库中的是一个 48 字节的加盐 SHA1 值。我猜最后 8 字节是盐。我尝试在 Python 中重现这个哈希过程，方法是用 sha1(盐 + 密码) 和 sha1(密码 + 盐)，但都没有成功。

我想问你几个问题：

1. 公钥是怎么使用的？
2. 密码是如何用盐重新哈希的？
3. 盐是怎么生成的？（比如，当我设置 saltEnabled="true" 时，发生了什么额外的魔法？）

我需要一些具体的细节，不希望只是提到其他 .NET 库，我想了解在这个黑箱中实际发生的操作逻辑。

谢谢！

Answer 1

当你使用 string CreateHash(string, string) 这个版本时，会发生以下几件事：

1. 首先，这个字符串会被转换成字节，使用的是UTF16编码（也就是用Encoding.Unicode.GetBytes()这个方法）。
2. 接着，会生成一个随机的16字节的盐值。
3. 然后，这个盐值会被加到刚才转换的字符串上，并进行哈希处理。
4. 接下来，盐值会被加到哈希值上。
5. 最后，哈希值和盐值会一起被转换回字符串，使用的是base64编码（也就是用Convert.ToBase64String()这个方法）。

Answer 2

根据之前的讨论，这个过程应该是像这样：先把密码和盐值（salt）结合在一起，然后用SHA-1算法处理，最后再加上盐值。SHA-1算法的输出是20个字节，所以如果总共需要48个字节的话，盐值应该是28个字节，而不是8个字节，除非使用了某种编码方式。

Answer 3

抱歉回复得晚了，但我刚刚遇到了一个类似的情况，我在尝试用Java实现企业库中的SHA1哈希逻辑。

下面我来回答你的每一个问题：

1. 公钥是怎么用的？

   上面配置块中的PublicKeyToken是用来识别一个经过签名的、强名称的.NET程序集的。这是一个64位的哈希值，它对应于用来签署该程序集的私钥的公钥。注意：这个密钥和你实现数据哈希没有任何关系。

2. 密码是如何用盐重新哈希的？

   创建带盐的哈希密码的步骤如下：

   • 调用 Cryptographer.CreateHash("MYHasher",value);，其中 "MYHasher" 是你配置块中指定的 System.Security.Cryptography.SHA1Managed 实例的名称，value 是要哈希的字符串。

   • 上面的方法会调用 CreateHash(IHashProvider provider, string plaintext)，这里会提供一个解析后的 IHashProvider。在这个方法内部，会执行以下代码：

   
   byte[] bytes = Encoding.Unicode.GetBytes(plaintext);
   byte[] hash = provider.CreateHash(bytes);
   CryptographyUtility.GetRandomBytes(bytes);
   return Convert.ToBase64String(hash);
   
   

   • 传入的 value 参数（现在是 plaintext 参数）会使用Unicode编码转换成一个字节数组。

   • 接下来，SHA1哈希提供者的 CreateHash(bytes) 方法会被调用，传入上面创建的字节数组。在这个方法内部，会发生以下步骤：

   • 调用 this.CreateHashWithSalt(plaintext, (byte[]) null);，其中 plaintext 是一个包含原始 value 的字节数组，第二个参数是盐的字节数组（这里是null）。在这个方法内部，会调用以下代码：

   
   this.AddSaltToPlainText(ref salt, ref plaintext);
   byte[] hash = this.HashCryptographer.ComputeHash(plaintext);
   this.AddSaltToHash(salt, ref hash);
   return hash;
   
   

   • this.AddSaltToPlainText(ref salt, ref plaintext) 是提供的文本如何加盐的第一个线索。在这个方法内部，会执行以下代码：

   
   if (!this.saltEnabled)
       return;
     if (salt == null)
       salt = CryptographyUtility.GetRandomBytes(16);
     plaintext = CryptographyUtility.CombineBytes(salt, plaintext);
   
   

   • this.saltEnabled 变量是通过配置块中的 saltEnabled="true" 初始化的。如果为真，并且你没有提供盐，那么会为你生成一个包含16个随机字节的字节数组（通过调用外部C API）。

   • 然后，盐会被添加到 plaintext 的前面。例如：[salt][plaintext]

这点非常重要！

• 盐和 plaintext 的组合会通过调用 this.HashCryptographer.ComputeHash(plaintext); 进行SHA1哈希。这会生成一个20字节长的数组。

• 然后，盐会再次添加到之前生成的20字节数组前面，通过调用 this.AddSaltToHash(salt, ref hash);，最终得到一个36字节长的数组。

• 回到上面的调用链，最终会到达 return Convert.ToBase64String(hash); 这个调用，这会返回SHA1加盐哈希值加盐的Base64字符串表示。

公式：Base64(salt + SHA1(salt + value))

3. 盐是怎么生成的？（例如，当我说saltEnabled="true"时，发生了什么额外的操作？）

   这个在问题2中已经回答了，特别是调用 CryptographyUtility.GetRandomBytes(16);，它最终会调用一个C库：

[DllImport("QCall", CharSet = CharSet.Unicode)] private static extern void GetBytes(SafeProvHandle hProv, byte[] randomBytes, int count);

希望这些信息能对你有所帮助！