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ASP.NET中将 PasswordHasher 使用的 PBKDF2 算法替换为更现代的 Scrypt 或 Argon2 算法

news 来源：原创 2025/9/20 7:28:41

ASP.NET中将 PasswordHasher 使用的 PBKDF2 算法替换为更现代的 Scrypt 或 Argon2 算法

一、关于 `Microsoft.AspNetCore.Identity.PasswordHasher.HashPassword` 方法

这是 ASP.NET Core Identity 框架中用于安全哈希用户密码的核心方法

技术原理

哈希算法
- 默认使用 PBKDF2（基于密码的密钥派生函数）结合 HMAC-SHA256。
- 此算法通过多次迭代（如默认 100,000 次）显著增加计算成本，抵御暴力破解和彩虹表攻击。
哈希结果结构
哈希后的字符串包含以下四部分（以竖线分隔）：
```
V2|10000|s4ltValV3...|h4shValV3...
```
*个人注解：本人项目运行过程调试看了下，显示形式有所不同（如截图所示，貌似再加了base64编码，同时验证了多次计算结果并不相同）：
- 版本标识（如 V2）：标识哈希算法的版本。
- 迭代次数（如 10000）：PBKDF2 的迭代次数。
- 盐值（Salt）：128 位随机生成的唯一盐值，确保相同密码哈希结果不同。
- 子密钥（Subkey）：256 位最终生成的哈希值。

自动盐值生成
每次哈希都会生成唯一的盐值，彻底避免相同密码的哈希重复，增强安全性。
PasswordHasher<TUser> 中的TUser 参数允许在哈希过程中加入用户属性（如将用户 ID 作为盐值的一部分），但默认实现未使用此特性。(个人注解：TUser 类型参数虽然在验证过程中也需要传递，但由于验证过程使用的是和计算的哈希一起存储的盐等参数信息，所以传递的TUser user实际并无作用，加密过程使用的盐值也是随机生成的，因此加密过程的TUser user实际也是无作用的，可能是预留给用户继承后自定义用的）

实际使用示例

using Microsoft.AspNetCore.Identity;// 创建用户对象（示例）
var user = new IdentityUser { UserName = "test@example.com" };// 初始化密码哈希器
var passwordHasher = new PasswordHasher<IdentityUser>();// 哈希密码
string password = "MySecureP@ssw0rd";
string hashedPassword = passwordHasher.HashPassword(user, password);// 验证密码
PasswordVerificationResult result = passwordHasher.VerifyHashedPassword(user, hashedPassword, "MySecureP@ssw0rd"
);if (result == PasswordVerificationResult.Success) 
{Console.WriteLine("密码验证成功！");
}

二、替换为更现代的 Scrypt 或 Argon2 算法

在 ASP.NET Core Identity 中，默认的 PasswordHasher 使用 PBKDF2 算法，但若需要替换为更现代的 Scrypt 或 Argon2 算法（这两种算法被认为在抵御 GPU/ASIC 攻击时更安全），需要自定义实现。以下是完整的替换步骤：

1. 为什么选择 Scrypt 或 Argon2？

Argon2: 2015 年密码哈希竞赛冠军，支持内存硬性（Memory-hard）计算，抵御并行破解。
Scrypt: 设计时强调内存消耗大，增加硬件攻击成本。
两者均被广泛认为比 PBKDF2 更适应现代硬件环境。

2. 实现自定义 PasswordHasher

步骤 1：安装依赖库

首先通过 NuGet 安装对应算法的库：

Argon2: Conscious.Crypto.Argon2 或 Isopoh.Cryptography.Argon2
Scrypt: Scrypt.NET 或 LibrePassword

dotnet add package Isopoh.Cryptography.Argon2

步骤 2：继承并重写 PasswordHasher

创建一个自定义的 PasswordHasher 类，继承自 IPasswordHasher<TUser>。

示例：Argon2 实现

using Microsoft.AspNetCore.Identity;
using Isopoh.Cryptography.Argon2;
using System.Text;public class Argon2PasswordHasher<TUser> : IPasswordHasher<TUser>where TUser : class
{public string HashPassword(TUser user, string password){// 配置 Argon2 参数var config = new Argon2Config{Type = Argon2Type.DataIndependentAddressing,Version = Argon2Version.Nineteen,TimeCost = 4,         // 迭代次数MemoryCost = 8192,    // 内存消耗 (KB)Lanes = 4,            // 并行度Password = Encoding.UTF8.GetBytes(password),Salt = Argon2.GenerateSalt(16) // 16 字节随机盐值};// 生成哈希using var argon2 = new Argon2(config);byte[] hashBytes = argon2.Hash();// 格式: 算法标记|参数|盐|哈希return $"Argon2|{config.TimeCost}|{config.MemoryCost}|{Convert.ToBase64String(config.Salt)}|{Convert.ToBase64String(hashBytes)}";}public PasswordVerificationResult VerifyHashedPassword(TUser user, string hashedPassword, string providedPassword){// 解析存储的哈希值var parts = hashedPassword.Split('|');if (parts.Length != 5 || parts[0] != "Argon2"){// 如果不是 Argon2 格式，可能回退到默认验证（兼容旧哈希）return PasswordVerificationResult.Failed;}// 提取参数int timeCost = int.Parse(parts[1]);int memoryCost = int.Parse(parts[2]);byte[] salt = Convert.FromBase64String(parts[3]);byte[] expectedHash = Convert.FromBase64String(parts[4]);// 重新计算哈希var config = new Argon2Config{Type = Argon2Type.DataIndependentAddressing,Version = Argon2Version.Nineteen,TimeCost = timeCost,MemoryCost = memoryCost,Password = Encoding.UTF8.GetBytes(providedPassword),Salt = salt};using var argon2 = new Argon2(config);byte[] actualHash = argon2.Hash();// 对比哈希值return ConstantTimeEquals(expectedHash, actualHash) ? PasswordVerificationResult.Success : PasswordVerificationResult.Failed;}// 安全地对比字节数组（防止时序攻击）private static bool ConstantTimeEquals(byte[] a, byte[] b){if (a.Length != b.Length) return false;uint diff = 0;for (int i = 0; i < a.Length; i++)diff |= (uint)(a[i] ^ b[i]);return diff == 0;}
}

Scrypt 实现（类似逻辑）

using Scrypt;public class ScryptPasswordHasher<TUser> : IPasswordHasher<TUser>where TUser : class
{private readonly ScryptEncoder _encoder = new ScryptEncoder();public string HashPassword(TUser user, string password){return _encoder.Encode(password);}public PasswordVerificationResult VerifyHashedPassword(TUser user, string hashedPassword, string providedPassword){return _encoder.Compare(providedPassword, hashedPassword) ? PasswordVerificationResult.Success : PasswordVerificationResult.Failed;}
}

3. 注册自定义 PasswordHasher

在 Startup.cs 或 Program.cs 中替换默认服务：

builder.Services.AddIdentity<IdentityUser, IdentityRole>(options =>
{// 替换默认的 PasswordHasheroptions.Password.RequireDigit = false; // 可选：调整密码策略options.Password.RequiredLength = 8;
})
.AddEntityFrameworkStores<YourDbContext>()
.AddPasswordHasher<Argon2PasswordHasher<IdentityUser>>(); // 或 ScryptPasswordHasher

* 采用本人项目中是在Autofac IOC模块注入加载过程中注入的方式则应该为：

public class RegisterModule : Autofac.Module
{...      protected override void Load(ContainerBuilder builder){...       //密码哈希泛型注入            //builder.RegisterGeneric(typeof(PasswordHasher<>)).As(typeof(IPasswordHasher<>)).SingleInstance().PropertiesAutowired();builder.RegisterGeneric(typeof(Argon2PasswordHasher<>)).As(typeof(IPasswordHasher<>)).SingleInstance().PropertiesAutowired();...        }
}//再在接口控制器中注入：
private readonly Lazy<IPasswordHasher<UserEntity>> _passwordHasher;
private UserEntity user = new UserEntity();
构造方法(Lazy<IPasswordHasher<UserEntity>> passwordHasher)
{_passwordHasher = passwordHasher;
}
加密方法()
{var hashedPassword = _passwordHasher.Value.HashPassword(user, input.Password);
}
验证方法()
{var passwordVerificationResult = _passwordHasher.Value.VerifyHashedPassword(user,     user.Password, input.Password);valid = passwordVerificationResult == PasswordVerificationResult.Success || passwordVerificationResult == PasswordVerificationResult.SuccessRehashNeeded;
}

4. 参数调优建议

Argon2:
- TimeCost: 迭代次数（通常 3-5）
- MemoryCost: 内存大小（单位 KB，建议 ≥ 64MB 即 65536 KB）
- Parallelism: 并行线程数（通常 2-4）
Scrypt:
- IterationCount: 迭代次数（默认 16384）
- BlockSize: 内存块大小（默认 8）
- ThreadCount: 并行度（默认 1）

使用工具（如 OWASP 建议）测试参数，确保哈希耗时在 0.5-1 秒左右。

5. 数据库迁移与兼容性

旧密码处理:
在 VerifyHashedPassword 方法中，可先尝试新算法验证，若失败则回退到旧算法验证，并在验证成功后用新算法重新哈希存储。
字段长度:
Argon2/Scrypt 的哈希结果可能比 PBKDF2 更长，需确保数据库字段足够（建议 VARCHAR(255)）。

6. 安全注意事项

不要自行实现算法，始终使用成熟的库（如 Isopoh.Cryptography.Argon2）。
参数需动态调整，未来硬件升级后需提高 MemoryCost 或 TimeCost。
测试性能，确保哈希耗时在可接受范围内（通常 0.5-1 秒）。

通过以上步骤，即可将 ASP.NET Core Identity 的密码哈希算法替换为更安全的 Scrypt 或 Argon2。

ASP.NET中将 PasswordHasher 使用的 PBKDF2 算法替换为更现代的 Scrypt 或 Argon2 算法

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