一、报文摘要算法基本概念

使用加密通常可达到报文鉴别的目的，因为伪造的报文解密后一般不能得到可理解的内容。但简单采用这种方法，计算机很难自动识别报文是否被篡改。另外，对于不需要保密而只需要报文鉴别的网络应用，对整个报文的加密和解密，会使计算机增加很多不必要的负担（加密和解密要花费相当多的CPU时间）。

更有效的方法是使用报文摘要（MessageDigest，MD）来进行报文鉴别。

发送方将可变长度的报文m经过报文摘要算法运算后，得出固定长度的报文摘要H(m)。然后对H(m)进行加密，得出EK(H(m))，并将其附加在报文m后面发送出去。接收方把EK(H(m))解密还原为H(m)，再把收到的报文进行报文摘要运算，看结果是否与收到的H(m)一样。如不一样，则可断定收到的报文不是发送方产生的。具体流程如下：

目前广泛应用的报文摘要算法有MD5[RFC1321]和安全散列算法1（SecureHashAlgorithm,SHA-1）。MD5输出128位的摘要，SHA-1输出160位的摘要。SHA-1比MD5更安全些，但计算起来比MD5要慢。

二、.NET 使用 MD5、SHA1、SHA128、SHA512 报文摘要算法

 1 using System;

 2 using System.Security.Cryptography;

 3 using System.Text;

 4

 5 namespace encryption.md5

 6 {

 7     public class Md5Util

 8     {

 9         public enum MD

10         {

11             MD5,

12             SHA1,

13             SHA256,

14             SHA512,

15         }

16         private static HashAlgorithm CreateHashAlgorithm(MD sha)

17         {

18             switch (sha)

19             {

20                 case MD.MD5:

21                     return new MD5CryptoServiceProvider();

22                 case MD.SHA1:

23                     return SHA1.Create();

24                 case MD.SHA256:

25                     return SHA256.Create();

26                 case MD.SHA512:

27                     return SHA512.Create();

28             }

29

30             throw new Exception($"The type does not exits,type:{sha}");

31         }

32

33         /// <summary>

34         /// 获取指定byte数组的MD5

35         /// </summary>

36         /// <param name="source"></param>

37         /// <param name="encoding"><see cref="Encoding"/>默认值：UTF8</param>

38         /// <returns></returns>

39         public static byte[] GetMD5(byte[] source, MD sha=MD.MD5, Encoding encoding = null)

40         {

41             byte[] output = CreateHashAlgorithm(sha).ComputeHash(source);

42             return output;

43         }

44

45         /// <summary>

46         /// 获取指定字符串的MD5

47         /// </summary>

48         /// <param name="source"></param>

49         /// <param name="encoding"><see cref="Encoding"/>默认值：UTF8</param>

50         /// <returns></returns>

51         public static byte[] GetMD5(string source, MD sha = MD.MD5, Encoding encoding = null)

52         {

53             if (encoding == null) encoding = Encoding.UTF8;

54             return GetMD5(encoding.GetBytes(source), sha, encoding);

55         }

56

57

58         /// <summary>

59         /// MD5 校验

60         /// </summary>

61         /// <param name="input">校验二进制</param>

62         /// <param name="hash">待比较的MD5 值</param>

63         /// <param name="encoding"></param>

64         /// <returns>true:相同;false:被纂改</returns>

65         public static bool VerifyMD5(byte[] input, byte[] hash, MD sha = MD.MD5, Encoding encoding = null)

66         {

67             if (encoding == null) encoding = Encoding.UTF8;

68             var buffer = GetMD5(input, sha,encoding);

69             if (Convert.ToBase64String(buffer) == Convert.ToBase64String(hash))

70             {

71                 return true;

72             }

73             return false;

74         }

75

76         /// <summary>

77         /// MD5 校验

78         /// </summary>

79         /// <param name="input">校验字符串</param>

80         /// <param name="hash">待比较的MD5 值</param>

81         /// <param name="encoding"></param>

82         /// <returns>true:相同;false:被纂改</returns>

83         public static bool VerifyMD5(string input, byte[] hash, MD sha = MD.MD5, Encoding encoding = null)

84         {

85             if (encoding == null) encoding = Encoding.UTF8;

86             return VerifyMD5(encoding.GetBytes(input), hash, sha,encoding);

87         }

88     }

89 }

三、测试代码与结果

 1     static void Main()

 2     {

 3         {

 4             Console.WriteLine("-----------------------------------------------------生成MD5--------------------------------------------------");

 5             var input = "目前广泛应用的报文摘要算法有MD5[RFC1321]和安全散列算法1（SecureHashAlgorithm,SHA-1）。";

 6             Console.WriteLine($"内容：{input}");

 7             byte[] md5 = Md5Util.GetMD5(input);

 8             Console.WriteLine($"MD5：{Convert.ToBase64String(md5)}");

 9         }

10

11         {

12             Console.WriteLine("-----------------------------------------------------MD5防篡改校验--------------------------------------------------");

13             var input = "https://docs.microsoft.com/zh-tw/dotnet/api/system.security.cryptography.md5?view=net-5.0";

14             Console.WriteLine($"内容：{input}");

15             byte[] md5 = Md5Util.GetMD5(input+"不一致");

16             Console.WriteLine($"MD5校验：{Md5Util.VerifyMD5(input, md5)}");

17         }

18

19         {

20             Console.WriteLine("-----------------------------------------------------生成SHA512--------------------------------------------------");

21             var input = "目前广泛应用的报文摘要算法有MD5[RFC1321]和安全散列算法1（SecureHashAlgorithm,SHA-1）。";

22             Console.WriteLine($"内容：{input}");

23             byte[] md5 = Md5Util.GetMD5(input,Md5Util.MD.SHA512);

24             Console.WriteLine($"SHA512：{Convert.ToBase64String(md5)}");

25         }

26

27         {

28             Console.WriteLine("-----------------------------------------------------SHA512防篡改校验--------------------------------------------------");

29             var input = "https://docs.microsoft.com/zh-tw/dotnet/api/system.security.cryptography.md5?view=net-5.0";

30             Console.WriteLine($"内容：{input}");

31             byte[] md5 = Md5Util.GetMD5(input, Md5Util.MD.SHA512);

32             Console.WriteLine($"SHA512校验：{Md5Util.VerifyMD5(input, md5, Md5Util.MD.SHA512)}");

33         }

34

35         Console.ReadKey();

36     }

代码示例：https://github.com/Dwayne112401/encryption

巴特西

计算机网络安全 —— 报文摘要算法 ME5 （三）

一、报文摘要算法基本概念

二、.NET 使用 MD5、SHA1、SHA128、SHA512 报文摘要算法

三、测试代码与结果

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