.NET Core验证ASP.NET密码

.NET Core验证ASP.NET密码

随着.NET Core的持续更新和完善,越来越多的机构已经选择或者升级为.NET Core。但由于技术不完全相同,不可能所有应用/数据库都能无缝迁移,因此ASP.NET Core和传统ASP.NET之间多少会存在一些挑战,需要更多的渐进升级方法和交互。

其中,密码共享就是升级到ASP.NET Core一个很容易想到的渐进升级方式,也是一个需要解决的问题。

啥?什么都不用做?

其实如果坚持走ASP.NET Core Identity这一套,代码是写了一个if/else,能兼容老ASP.NET Identity生成的密码的,Github链接:https://github.com/dotnet/aspnetcore/blob/8b7f6621695d93b2a55fb8a5b1be99c4af867ae4/src/Identity/Extensions.Core/src/PasswordHasher.cs#L185-L207,核心代码如下:

/// <summary>
/// Returns a <see cref="PasswordVerificationResult"/> indicating the result of a password hash comparison.
/// </summary>
/// <param name="user">The user whose password should be verified.</param>
/// <param name="hashedPassword">The hash value for a user's stored password.</param>
/// <param name="providedPassword">The password supplied for comparison.</param>
/// <returns>A <see cref="PasswordVerificationResult"/> indicating the result of a password hash comparison.</returns>
/// <remarks>Implementations of this method should be time consistent.</remarks>
public virtual PasswordVerificationResult VerifyHashedPassword(TUser user, string hashedPassword, string providedPassword)
{
    if (hashedPassword == null)
    {
        throw new ArgumentNullException(nameof(hashedPassword));
    }
    if (providedPassword == null)
    {
        throw new ArgumentNullException(nameof(providedPassword));
    }

    byte[] decodedHashedPassword = Convert.FromBase64String(hashedPassword);

    // read the format marker from the hashed password
    if (decodedHashedPassword.Length == 0)
    {
        return PasswordVerificationResult.Failed;
    }
    switch (decodedHashedPassword[0])
    {
        case 0x00:
            if (VerifyHashedPasswordV2(decodedHashedPassword, providedPassword))
            {
                // This is an old password hash format - the caller needs to rehash if we're not running in an older compat mode.
                return (_compatibilityMode == PasswordHasherCompatibilityMode.IdentityV3)
                    ? PasswordVerificationResult.SuccessRehashNeeded
                    : PasswordVerificationResult.Success;
            }
            else
            {
                return PasswordVerificationResult.Failed;
            }

        case 0x01:
            int embeddedIterCount;
            if (VerifyHashedPasswordV3(decodedHashedPassword, providedPassword, out embeddedIterCount))
            {
                // If this hasher was configured with a higher iteration count, change the entry now.
                return (embeddedIterCount < _iterCount)
                    ? PasswordVerificationResult.SuccessRehashNeeded
                    : PasswordVerificationResult.Success;
            }
            else
            {
                return PasswordVerificationResult.Failed;
            }

        default:
            return PasswordVerificationResult.Failed; // unknown format marker
    }
}

它根据Base64解码后的第一个字节,来判断是老版本还是新版本,然后调用各自不同的验证函数。

但时代在变化,很多人已经不用官方提供的这一套Identity验证密码,那么有什么“骚”操作,可以解密吗?

和密码刚正面

传统的ASP.NET MVC模板项目是通过ASP.NET Identity管理的密码,它由Rfc2898DeriveBytes实现,该算法进行了1000次循环SHA1哈希、并加盐,以确保难以通过传统的哈希碰撞来确保密码的安全性,其核心代码如下(Github链接:https://github.com/aspnet/AspNetIdentity/blob/9c48993a446288032f9824633e6dae81257da06e/src/Microsoft.AspNet.Identity.Core/Crypto.cs#L26-L46):

private const int PBKDF2IterCount = 1000; // default for Rfc2898DeriveBytes
private const int PBKDF2SubkeyLength = 256/8; // 256 bits
private const int SaltSize = 128/8; // 128 bits

/* =======================
*  HASHED PASSWORD FORMATS
*  =======================
*  
*  Version 0:
*  PBKDF2 with HMAC-SHA1, 128-bit salt, 256-bit subkey, 1000 iterations.
*  (See also: SDL crypto guidelines v5.1, Part III)
*  Format: { 0x00, salt, subkey }
*/

public static string HashPassword(string password)
{
    if (password == null)
    {
        throw new ArgumentNullException("password");
    }

    // Produce a version 0 (see comment above) text hash.
    byte[] salt;
    byte[] subkey;
    using (var deriveBytes = new Rfc2898DeriveBytes(password, SaltSize, PBKDF2IterCount))
    {
        salt = deriveBytes.Salt;
        subkey = deriveBytes.GetBytes(PBKDF2SubkeyLength);
    }

    var outputBytes = new byte[1 + SaltSize + PBKDF2SubkeyLength];
    Buffer.BlockCopy(salt, 0, outputBytes, 1, SaltSize);
    Buffer.BlockCopy(subkey, 0, outputBytes, 1 + SaltSize, PBKDF2SubkeyLength);
    return Convert.ToBase64String(outputBytes);
}

值得一提的是,代码用到了Rfc2898DeriveBytes,经常读我的博客的知道,这个类是老朋友了,通过传入明文密码、盐、迭代次数和算法,可以在不依赖于哈希算法安全性的前提下做单向加密,确保了密码的不可(难以)破解性。

可见,密码的原始字节由{0, salt, subkey}三部分组成,其中盐为128位,即16字节,subkey256位,即32字节,总共1+16+32=49字节,密文需要转换为Base64,根据Base64的信息量计算公式

Math.Log(64, 256)=0.75

可知,Base64编码相对原始字节的比例为0.75:1,因此计算可得转换为Base64之后,其字符串长度为

Math.Ceiling(49 / 0.75 / 4) * 4 = 68

我们来从数据库随便查询一个由ASP.NET Identity创建的密码:

SELECT TOP 1 
	PasswordHash, 
	LEN(PasswordHash) AS Len 
FROM [User]

结果如下,可见结果长度真的为68

所以,说了这么多,怎么把密码迁移到ASP.NET Core呢?

注意看,上面的代码没什么特别,就是依赖于Rfc2898DeriveBytes这个类。

.NET Core内置了Rfc2898DeriveBytes这个类,可以直接使用,不需要安装任何NuGet包,因此……直接复制粘贴上文中的【核心代码】即可。

ASP.NET Core中的Identity有什么区别?

Github核心代码在此:https://github.com/dotnet/aspnetcore/blob/8b7f6621695d93b2a55fb8a5b1be99c4af867ae4/src/Identity/Extensions.Core/src/PasswordHasher.cs#L113-L156

我就从简引用一下关键注释:

/* =======================
*  HASHED PASSWORD FORMATS
*  =======================
* 
*  Version 2:
*  PBKDF2 with HMAC-SHA1, 128-bit salt, 256-bit subkey, 1000 iterations.
*  (See also: SDL crypto guidelines v5.1, Part III)
*  Format: { 0x00, salt, subkey }
* 
*  Version 3:
*  PBKDF2 with HMAC-SHA256, 128-bit salt, 256-bit subkey, 10000 iterations.
*  Format: { 0x01, prf (UInt32), iter count (UInt32), salt length (UInt32), salt, subkey }
*  (All UInt32s are stored big-endian.)
*/

原来,老ASP.NET Identity中的密码版本为V2,当前ASP.NET Core Identity中的密码版本为V3,首字节(版本号)从0x00改成了0x01,算法从HMACSHA1升级为了HMACSHA256,另外V3版本还将迭代次数从1000升级为10000,另外还将算法名、迭代次数、盐的长度信息保存在了密码中。

另外需要注意的是,新ASP.NET Core Identity的实现很有弹性,它通过依赖注入IOptions<T>的形式,使得所有选项都是可以配置的。

解密示例

假如我有一个密码:myF&TB9vhTx7,我使用传统的ASP.NET MVC创建项目,然后用这个密码注册一个帐号:

然后在数据库中将哈希值取出来:

SELECT PasswordHash
FROM [AspNetUsers]
WHERE [Email] = N'sdflysha@qq.com'

查得结果如下,结果为AJRvdJ1/Ii+58zU6yBrPJH4hCkMagxqK/W6oejAuG1hIrNPEQMAAyYynsXWwat9Huw==

我将上述代码作简化,用最简单的代码表达验证密码的过程,除去两行注释代码(用于做断言),整个过程只需7行代码,代码如下:

string pwdHashText = "AJRvdJ1/Ii+58zU6yBrPJH4hCkMagxqK/W6oejAuG1hIrNPEQMAAyYynsXWwat9Huw==";
string pwd = "myF&TB9vhTx7";
byte[] pwdHash = Convert.FromBase64String(pwdHashText);
// Debug.Assert(pwdHash.Length == 49);
// Debug.Assert(pwdHash[0] == 0);
byte[] salt = pwdHash[1..17];
byte[] hash = pwdHash[17..49];
using var r = new Rfc2898DeriveBytes(pwd, salt, 1000);
Console.WriteLine(r.GetBytes(32).SequenceEqual(hash));

此时,运行结果如下,运行显示True,表示验证解码成功:

总结

我总结一个表格如下所示:

ASP.NET Identity ASP.NET Core Identity
版本 V2 V3
首字节 0x00 0x01
默认算法 HMACSHA1 HMACSHA256
迭代次数 1000 10000
密码信息 版本+盐+哈希值 版本+算法+迭代次数+盐长度+盐+哈希值
原始长度 1+16+32=49 1+4+4+4+16+32=61
Base64长度 68 84
可配置性 不可配置 可自由配置
安全性 非常好

密码解密其实是前往ASP.NET Core上较为轻松的一步,核心代码也就7行。

其实更有挑战、也更有意思的是如何解传统ASP.NET Identity中的Cookie,我将在下一篇中详情分析这个主题,敬请期待!

喜欢的朋友请关注我的微信公众号:【DotNet骚操作】

DotNet骚操作

新年快到了,祝大家阖家欢乐,鼠年大吉!

.NET Core验证ASP.NET密码

全文结束