前言

嗨，大家好！

上次我們一起探討了 MD5 加密（《MD5加密，C# 程序員的老朋友與新認(rèn)知》），今天我們繼續(xù)來(lái)探討如何在 C# 中使用 SHA-256 進(jìn)行加密！

事實(shí)上，SHA-256 并不能算是真正意義上的加密算法，它跟 MD5 一樣，也是一種哈希算法，但因?yàn)樗軌驅(qū)⑷我忾L(zhǎng)度的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成一個(gè)固定長(zhǎng)度的256位散列值，所以，我們也經(jīng)常用它來(lái)對(duì)密碼進(jìn)行加密。

除了對(duì)密碼進(jìn)行加密之外，SHA-256 也常常用于數(shù)字簽名、驗(yàn)證文件完整性等場(chǎng)景，它跟 MD5 相比，有哪些區(qū)別？

今天我們一起來(lái)揭開(kāi) SHA-256 的神秘面紗！

SHA-256 是什么？

SHA-256，中文叫做安全哈希算法256位，是一種密碼學(xué)哈希函數(shù)，屬于 SHA-2 家族。

想象一下，假設(shè)你有一臺(tái)魔法榨汁機(jī)，

• 你扔進(jìn)去一個(gè)蘋(píng)果（數(shù)據(jù)），它吐出一杯永遠(yuǎn)256位的混合果汁（哈希值）
• 再扔同一個(gè)蘋(píng)果，果汁一模一樣
• 換個(gè)草莓（改數(shù)據(jù)），果汁完全不一樣
• 但別指望把果汁變回蘋(píng)果（這就是“單向”的意思）

這就是 SHA-256 的核心特點(diǎn)，看起來(lái)似乎跟 MD5 有些類(lèi)似，但功能更加強(qiáng)大，應(yīng)用更加廣泛！

在 C# 中如何使用它呢？下面先來(lái)看看一個(gè)例子。

一個(gè)例子

using System;
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;

classProgram
{
    static void Main()
    {
        string originalData = "Hello, SHA-256!";
        
        // 計(jì)算 SHA-256 哈希
        string hashedData = ComputeSha256Hash(originalData);
        
        Console.WriteLine($"原始數(shù)據(jù): {originalData}");
        Console.WriteLine($"SHA-256 哈希: {hashedData}");

        // 驗(yàn)證哈希（假設(shè)我們之后重新計(jì)算對(duì)比）
        string newHash = ComputeSha256Hash(originalData);
        Console.WriteLine($"驗(yàn)證哈希是否一致: {hashedData == newHash}");
    }

    static string ComputeSha256Hash(string rawData)
    {
        // 創(chuàng)建 SHA-256 實(shí)例
        using (SHA256 sha256 = SHA256.Create())
        {
            // 將字符串轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)組
            byte[] bytes = Encoding.UTF8.GetBytes(rawData);
            
            // 計(jì)算哈希值
            byte[] hashBytes = sha256.ComputeHash(bytes);
            
            // 將字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制字符串
            StringBuilder builder = new StringBuilder();
            for (int i = 0; i < hashBytes.Length; i++)
            {
                builder.Append(hashBytes[i].ToString("x2")); // "x2" 表示兩位小寫(xiě)十六進(jìn)制
            }
            return builder.ToString();
        }
    }
}

按 Ctrl + F5 運(yùn)行后，你將會(huì)看到如下輸出：

優(yōu)勢(shì)

總的來(lái)說(shuō)，SHA-256 擁有下面這 3 個(gè)優(yōu)勢(shì)：

1. 跟 MD5 相比，SHA-256 安全性更高，目前尚未發(fā)現(xiàn)有效的攻擊方法，因?yàn)橥ㄟ^(guò) SHA-256 算法，找到兩個(gè)不同輸入生成相同哈希值的概率極低

2. 兼容性強(qiáng)極強(qiáng)，各大主流編程語(yǔ)言和協(xié)議都原生支持它。

3. 作為 NIST 標(biāo)準(zhǔn)，被政府和企業(yè)廣泛采用（如國(guó)防通信、金融交易）

劣勢(shì)

1. 跟 MD5 相比，SHA-256 在計(jì)算大量數(shù)據(jù)時(shí)比較慢，因?yàn)樗?4輪迭代算法相比復(fù)雜得太多

2. 跟 MD5 一樣，數(shù)據(jù)被 SHA-256 哈希后，是無(wú)法通過(guò)哈希值恢復(fù)原始數(shù)據(jù)的

使用場(chǎng)景

1. 密碼存儲(chǔ)

• 存儲(chǔ)用戶(hù)密碼的哈希值，而非明文，防止泄露后被逆向破解

2. 數(shù)字簽名與證書(shū)

• 在SSL/TLS中，用于驗(yàn)證服務(wù)器證書(shū)的完整性和真實(shí)性

3. 文件完整性校驗(yàn)

• 下載文件后計(jì)算其SHA-256哈希，與官方發(fā)布值比對(duì)，確保未被篡改。

總結(jié)

SHA-256是一種強(qiáng)大而可靠的哈希算法，廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)安全的各個(gè)領(lǐng)域。

盡管它存在一些性能上的缺點(diǎn)，但其安全性與一致性足以讓我們忽略這些小問(wèn)題。

在 C# 中使用它非常簡(jiǎn)單，System.Security.Cryptography 已經(jīng)提供了完整的支持。

但注意它實(shí)際上并不是真正意義上的加密算法，因?yàn)樗遣豢赡娴摹?/span>

真正意義的加密（可逆操作），你可以使用 AES（對(duì)稱(chēng)加密） 或 RSA（非對(duì)稱(chēng)加密），以后我們會(huì)繼續(xù)介紹它們。

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