C#中實現Hash應用

在C#中，數據的Hash以MD5或SHA1的方式實現，MD5與SHA1都是Hash算法，MD5輸出是128位的，SHA1輸出是160位的，MD5比SHA1快，SHA1比MD5強度高。

1.1 SHA-1和MD5的比較

因為二者均由MD4導出，SHA-1和MD5彼此很相似。相應的，他們的強度和其他特性也是相似，但還有以下幾點不同：

• 對強行攻擊的安全性：最顯著和最重要的區別是SHA-1摘要比MD5摘要長32 位。使用強行技術，產生任何一個報文使其摘要等於給定報摘要的難度對MD5是2^{128數量級的操作，而對SHA-1則是2}160數量級的操作。這樣，SHA-1對強行攻擊有更大的強度。
• 對密碼分析的安全性：由於MD5的設計，易受密碼分析的攻擊，SHA-1顯得不易受這樣的攻擊。
• 速度：在相同的硬件上，SHA-1的運行速度比MD5慢。

1.2 SHA-1和MD5在C#中的實現

/// <summary>
/// Hash輔助類
/// </summary>
public class HashHelper
{
    /// <summary>
    /// 計算文件的 MD5 值
    /// </summary>
    /// <param name="fileName">要計算 MD5 值的文件名和路徑</param>
    /// <returns>MD5 值16進制字符串</returns>
    public static string MD5File(string fileName)
    {
        return HashFile(fileName, "md5");
    }

    /// <summary>
    /// 計算文件的 sha1 值
    /// </summary>
    /// <param name="fileName">要計算 sha1 值的文件名和路徑</param>
    /// <returns>sha1 值16進制字符串</returns>
    public static string SHA1File(string fileName)
    {
        return HashFile(fileName, "sha1");
    }

    /// <summary>
    /// 計算文件的哈希值
    /// </summary>
    /// <param name="fileName">要計算哈希值的文件名和路徑</param>
    /// <param name="algName">算法:sha1,md5</param>
    /// <returns>哈希值16進制字符串</returns>
    private static string HashFile(string fileName, string algName)
    {
        if (!System.IO.File.Exists(fileName))
        {
            return string.Empty;
        }

        System.IO.FileStream fs = new System.IO.FileStream(fileName, System.IO.FileMode.Open, System.IO.FileAccess.Read);
        byte[] hashBytes = HashData(fs, algName);
        fs.Close();
        return ByteArrayToHexString(hashBytes);
    }

    /// <summary>
    /// 計算哈希值
    /// </summary>
    /// <param name="stream">要計算哈希值的 Stream</param>
    /// <param name="algName">算法:sha1,md5</param>
    /// <returns>哈希值字節數組</returns>
    private static byte[] HashData(System.IO.Stream stream, string algName)
    {
        System.Security.Cryptography.HashAlgorithm algorithm;
        if (algName == null)
        {
            throw new ArgumentNullException("algName 不能為 null");
        }

        if (string.Compare(algName, "sha1", true) == 0)
        {
            algorithm = System.Security.Cryptography.SHA1.Create();
        }
        else
        {
            if (string.Compare(algName, "md5", true) != 0)
            {
                throw new Exception("algName 只能使用 sha1 或 md5");
            }
            algorithm = System.Security.Cryptography.MD5.Create();
        }

        return algorithm.ComputeHash(stream);
    }

    /// <summary>
    /// 字節數組轉換為16進制表示的字符串
    /// </summary>
    private static string ByteArrayToHexString(byte[] buf)
    {
        return BitConverter.ToString(buf).Replace("-", "");
    }
}

1.3SHA-1和MD5在C#中的實現的測試用例

[TestClass]
public class HashHelperUnitTest
{
    [TestMethod]
    public void TestMethod1()
    {
        string fileName = @"D:\TempTest\RDIFramework.BizLogic.dll";
        Assert.AreEqual(0, 0);

        //01.計算文件的 MD5 值
        Console.WriteLine(string.Format("計算文件的 MD5 值：{0}", HashHelper.MD5File(fileName)));

        //02.計算文件的 sha1 值
        Console.WriteLine(string.Format("計算文件的 sha1 值：{0}", HashHelper.SHA1File(fileName)));
    }
}