C# | 上位机开发新手指南（六）摘要算法

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前言

你知道摘要算法么？它在保障数据安全方面非常有用！

它能够将任意长度的数据转换成固定长度的消息摘要，从而确保数据的完整性和可靠性。比如说，我们下载软件的时候，就可以用摘要算法来检验软件是否被篡改，保障我们的电脑安全。

那这个算法的工作原理是怎样的呢？大致就是通过一系列复杂的计算，将原始数据转换为一个固定长度的摘要信息。而且无论输入的数据大小，输出的摘要信息长度都是一样的。

那么摘要算法有什么用处呢？比如数字签名，确保数据的来源和内容没有被篡改。还有密码学等领域的应用，可以说是非常厉害了！

那常见的摘要算法有哪些呢？比较常见的有MD5、SHA-1、SHA-2、SHA-3、BLAKE2、RIPEMD、Whirlpool和Keccak等。它们各有不同的优缺点和适用场景，我们需要根据实际情况来选择使用哦。

常见摘要算法源码

MD5算法

MD5是一种广泛使用的哈希算法，将任意长度的数据计算为128位的哈希值。尽管它被广泛使用，但是因为它已经被证明存在安全漏洞，现在已经不再被推荐使用。

示例代码：

using System;
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;class Program
{static void Main(string[] args){string input = "Hello, world!";// 使用 MD5 算法生成摘要string md5Hash = GetMd5Hash(input);Console.WriteLine($"MD5 hash of {input}: {md5Hash}");}// 使用 MD5 算法生成摘要static string GetMd5Hash(string input){using (MD5 md5 = MD5.Create()){// 将输入字符串转换为字节数组byte[] inputBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(input);// 计算哈希值byte[] hashBytes = md5.ComputeHash(inputBytes);// 将哈希值转换为字符串StringBuilder builder = new StringBuilder();for (int i = 0; i < hashBytes.Length; i++){builder.Append(hashBytes[i].ToString("x2"));}return builder.ToString();}}
}

代码中使用了 System.Security.Cryptography 命名空间中的 MD5 类。在方法中，先将字符串转换为字节数组，然后调用 MD5 类的 ComputeHash 方法生成哈希值，最后将哈希值转换为字符串返回。

SHA-1算法

SHA-1是一种用于计算数据哈希值的加密算法，将任意长度的数据计算为160位的哈希值。目前，SHA-1算法也已经被证明存在安全漏洞，现在不再被推荐使用。

示例代码：

using System;
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;class Program
{static void Main(string[] args){string input = "Hello, world!";// 使用 SHA-1 算法生成摘要string sha1Hash = GetSha1Hash(input);Console.WriteLine($"SHA-1 hash of {input}: {sha1Hash}");}// 使用 SHA-1 算法生成摘要static string GetSha1Hash(string input){using (SHA1 sha1 = SHA1.Create()){// 将输入字符串转换为字节数组byte[] inputBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(input);// 计算哈希值byte[] hashBytes = sha1.ComputeHash(inputBytes);// 将哈希值转换为字符串StringBuilder builder = new StringBuilder();for (int i = 0; i < hashBytes.Length; i++){builder.Append(hashBytes[i].ToString("x2"));}return builder.ToString();}}
}

代码中使用了 System.Security.Cryptography 命名空间中的 SHA1 类。在方法中，先将字符串转换为字节数组，然后调用 SHA1 类的 ComputeHash 方法生成哈希值，最后将哈希值转换为字符串返回。

SHA-256算法

SHA-256是一种用于计算数据哈希值的加密算法，将任意长度的数据计算为256位的哈希值。它是SHA-2算法族中的一员，比SHA-1更安全。

示例代码：

using System;
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;class Program
{static void Main(string[] args){string input = "Hello, world!";// 使用 SHA-256 算法生成摘要string sha256Hash = GetSha256Hash(input);Console.WriteLine($"SHA-256 hash of {input}: {sha256Hash}");}// 使用 SHA-256 算法生成摘要static string GetSha256Hash(string input){using (SHA256 sha256 = SHA256.Create()){// 将输入字符串转换为字节数组byte[] inputBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(input);// 计算哈希值byte[] hashBytes = sha256.ComputeHash(inputBytes);// 将哈希值转换为字符串StringBuilder builder = new StringBuilder();for (int i = 0; i < hashBytes.Length; i++){builder.Append(hashBytes[i].ToString("x2"));}return builder.ToString();}}
}

代码中使用了 System.Security.Cryptography 命名空间中的 SHA256 类。在方法中，先将字符串转换为字节数组，然后调用 SHA256 类的 ComputeHash 方法生成哈希值，最后将哈希值转换为字符串返回。

SHA-512算法

SHA-512是一种用于计算数据哈希值的加密算法，将任意长度的数据计算为512位的哈希值。它是SHA-2算法族中的一员，比SHA-256更安全。

示例代码：

using System;
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;class Program
{static void Main(string[] args){string input = "Hello, world!";// 使用 SHA-512 算法生成摘要string sha512Hash = GetSha512Hash(input);Console.WriteLine($"SHA-512 hash of {input}: {sha512Hash}");}// 使用 SHA-512 算法生成摘要static string GetSha512Hash(string input){using (SHA512 sha512 = SHA512.Create()){// 将输入字符串转换为字节数组byte[] inputBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(input);// 计算哈希值byte[] hashBytes = sha512.ComputeHash(inputBytes);// 将哈希值转换为字符串StringBuilder builder = new StringBuilder();for (int i = 0; i < hashBytes.Length; i++){builder.Append(hashBytes[i].ToString("x2"));}return builder.ToString();}}
}

代码中使用了 System.Security.Cryptography 命名空间中的 SHA512 类。在方法中，先将字符串转换为字节数组，然后调用 SHA512 类的 ComputeHash 方法生成哈希值，最后将哈希值转换为字符串返回。

BLAKE2算法

BLAKE2是BLAKE算法的改进版，是一种快速、安全的哈希函数，支持多种哈希长度，其中BLAKE2b和BLAKE2s分别支持512位和256位哈希值。它在安全性和性能方面都表现优异，被广泛应用于密码学和安全领域。

示例代码：

using System;
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;class Program
{static void Main(string[] args){string input = "Hello, world!";// 使用 BLAKE2 算法生成摘要string blake2bHash = GetBlake2bHash(input);Console.WriteLine($"BLAKE2b hash of {input}: {blake2bHash}");string blake2sHash = GetBlake2sHash(input);Console.WriteLine($"BLAKE2s hash of {input}: {blake2sHash}");}// 使用 BLAKE2b 算法生成摘要static string GetBlake2bHash(string input){using (BLAKE2b blake2b = BLAKE2b.Create()){// 将输入字符串转换为字节数组byte[] inputBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(input);// 计算哈希值byte[] hashBytes = blake2b.ComputeHash(inputBytes);// 将哈希值转换为字符串StringBuilder builder = new StringBuilder();for (int i = 0; i < hashBytes.Length; i++){builder.Append(hashBytes[i].ToString("x2"));}return builder.ToString();}}// 使用 BLAKE2s 算法生成摘要static string GetBlake2sHash(string input){using (BLAKE2s blake2s = BLAKE2s.Create()){// 将输入字符串转换为字节数组byte[] inputBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(input);// 计算哈希值byte[] hashBytes = blake2s.ComputeHash(inputBytes);// 将哈希值转换为字符串StringBuilder builder = new StringBuilder();for (int i = 0; i < hashBytes.Length; i++){builder.Append(hashBytes[i].ToString("x2"));}return builder.ToString();}}
}

代码中使用了 System.Security.Cryptography 命名空间中的 BLAKE2b 和 BLAKE2s 类。在方法中，先将字符串转换为字节数组，然后调用 BLAKE2 类的 ComputeHash 方法生成哈希值，最后将哈希值转换为字符串返回。

RIPEMD算法

RIPEMD是一种比较老的哈希算法，支持多种哈希长度，其中RIPEMD-160和RIPEMD-256分别支持160位和256位哈希值。它在安全性方面比MD5强，但性能较慢。

示例代码：

using System;
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;class Program
{static void Main(string[] args){string input = "Hello, world!";// 使用 RIPEMD-160 算法生成摘要string ripemd160Hash = GetRipemd160Hash(input);Console.WriteLine($"RIPEMD-160 hash of {input}: {ripemd160Hash}");// 使用 RIPEMD-256 算法生成摘要string ripemd256Hash = GetRipemd256Hash(input);Console.WriteLine($"RIPEMD-256 hash of {input}: {ripemd256Hash}");}// 使用 RIPEMD-160 算法生成摘要static string GetRipemd160Hash(string input){using (RIPEMD160 ripemd160 = RIPEMD160.Create()){// 将输入字符串转换为字节数组byte[] inputBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(input);// 计算哈希值byte[] hashBytes = ripemd160.ComputeHash(inputBytes);// 将哈希值转换为字符串StringBuilder builder = new StringBuilder();for (int i = 0; i < hashBytes.Length; i++){builder.Append(hashBytes[i].ToString("x2"));}return builder.ToString();}}// 使用 RIPEMD-256 算法生成摘要static string GetRipemd256Hash(string input){using (RIPEMD256 ripemd256 = RIPEMD256.Create()){// 将输入字符串转换为字节数组byte[] inputBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(input);// 计算哈希值byte[] hashBytes = ripemd256.ComputeHash(inputBytes);// 将哈希值转换为字符串StringBuilder builder = new StringBuilder();for (int i = 0; i < hashBytes.Length; i++){builder.Append(hashBytes[i].ToString("x2"));}return builder.ToString();}}
}

代码中使用了 System.Security.Cryptography 命名空间中的 RIPEMD160 和 RIPEMD256 类。在方法中，先将字符串转换为字节数组，然后调用 RIPEMD 类的 ComputeHash 方法生成哈希值，最后将哈希值转换为字符串返回。

Whirlpool算法

Whirlpool是一种强度很高的哈希算法，支持512位哈希值。它具有高度的安全性和抗碰撞性，并且被广泛应用于数字签名、身份验证和数据完整性验证等领域。

示例代码：

using System;
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;class Program
{static void Main(string[] args){string input = "Hello, world!";// 使用 Whirlpool 算法生成摘要string whirlpoolHash = GetWhirlpoolHash(input);Console.WriteLine($"Whirlpool hash of {input}: {whirlpoolHash}");}// 使用 Whirlpool 算法生成摘要static string GetWhirlpoolHash(string input){using (Whirlpool whirlpool = Whirlpool.Create()){// 将输入字符串转换为字节数组byte[] inputBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(input);// 计算哈希值byte[] hashBytes = whirlpool.ComputeHash(inputBytes);// 将哈希值转换为字符串StringBuilder builder = new StringBuilder();for (int i = 0; i < hashBytes.Length; i++){builder.Append(hashBytes[i].ToString("x2"));}return builder.ToString();}}
}

代码中使用了 System.Security.Cryptography 命名空间中的 Whirlpool 类。在方法中，先将字符串转换为字节数组，然后调用 Whirlpool 类的 ComputeHash 方法生成哈希值，最后将哈希值转换为字符串返回。