在进行 .NET 应用程序的安全审计时，密码存储逻辑 是一个至关重要的环节。密码作为用户认证的核心凭证，一旦被不当存储，将可能导致整个系统的安全性失效。在过去的安全事件中，我们反复看到某些系统因为以 纯文本形式存储密码，被攻击者入侵数据库后直接窃取了所有用户凭证。这种情况下，攻击者无需任何技术手段即可直接使用数据库中导出的明文密码，导致大规模的用户账号被盗。
在过去的几年里，团队参与过不少 .NET 系统的安全审计，其中一个让成员们印象深刻的案例，是在一次大型企业内部的身份认证平台中，发现了一个极为严重的设计缺陷：所有用户的密码都以明文形式存储在数据库里。
当第一次在数据库表 Users 里执行 SELECT * FROM Users 时，眼前的场景几乎让人不敢相信：每个用户的真实密码，就那样赤裸裸地展现在眼前，没有任何加密或混淆。
换句话说，只要攻击者能够获取数据库的一点点访问权限，就可以瞬间掌握成千上万用户的账户密码。更可怕的是，很多用户会在多个系统中使用相同的密码，这意味着一次泄露就可能引发连锁反应，从邮箱到支付系统，全面失守。
1.1 明文密码存储
这种问题在代码审计时往往很容易被识别。通常只需要检查用户注册或修改密码的逻辑，就能看出开发人员是如何处理用户密码的。例如，在那次审计中发现的代码如下：
public void RegisterUser(string username, string password)
{
// 将密码直接插入数据库
string sql = "INSERT INTO Users (Username, Password) VALUES (@username, @password)";
using (var cmd = new SqlCommand(sql, connection))
{
cmd.Parameters.AddWithValue("@username", username);
cmd.Parameters.AddWithValue("@password", password); // 明文存储！
cmd.ExecuteNonQuery();
}
}
@password 直接绑定明文字符串，都会立即在报告里写上“高危漏洞：密码以明文存储”。
1.2 可逆密码存储
一些开发者意识到明文存储不安全，于是使用了对称加密，比如AES、DES 等来存储密码，具体代码如下所示。
public string EncryptPassword(string password)
{
using (Aes aes = Aes.Create())
{
aes.Key = Encoding.UTF8.GetBytes("HardCodedSecretKey!"); // 硬编码密钥
aes.IV = newbyte[16]; // 固定 IV
ICryptoTransform encryptor = aes.CreateEncryptor(aes.Key, aes.IV);
using (var ms = new MemoryStream())
using (var cs = new CryptoStream(ms, encryptor, CryptoStreamMode.Write))
using (var sw = new StreamWriter(cs))
{
sw.Write(password);
return Convert.ToBase64String(ms.ToArray());
}
}
}
只要攻击者获得密钥，就能还原所有用户的密码；如果密钥硬编码在源代码中，代码泄露或逆向后即可恢复明文密码；可逆加密方式并不能防止密码被二次利用。
为了避免这种灾难性的设计错误，必须引入密码哈希的机制。密码哈希算法是一类单向函数，接收一个密码输入，并生成一个不可逆的固定长度字符串。所谓不可逆，是指即便攻击者拿到了哈希值，也几乎不可能推导出原始密码。
这与对称加密有着根本的区别：加密是可逆的，只要掌握密钥，就能还原明文；而哈希的目标恰恰相反，它是只能验证、不能还原。
在审计时，我会特别关注开发者是否使用了哈希。如果看到代码里直接调用 MD5.ComputeHash 或 SHA1.Create()，虽然比明文好一点，但依然会被我标记为不安全。因为这类通用哈希函数的计算速度太快，攻击者可以轻易用彩虹表或 GPU 暴力破解工具，在极短时间内恢复出弱密码。
因此，在应用系统中，更推荐使用专门为密码存储设计的算法，例如 PBKDF2 或 bcrypt。它们的设计核心就是“延缓破解速度”，通过引入随机盐值和大量迭代，显著增加攻击者的计算成本。
安全的密码存储方式需要满足几个条件，使用 单向函数（不可逆哈希算法）；引入 随机盐值（Salt），避免彩虹表攻击；使用 多次迭代，增加破解成本；存储结果时，保存 盐值与哈希值，不保存明文。在 .NET 中，最常用的方案是使用 PBKDF2 算法，在 System.Security.Cryptography 命名空间中由 Rfc2898DeriveBytes 类实现。
2.1 PBKDF2
在 .NET 中，可以通过 Rfc2898DeriveBytes 类来实现 PBKDF2。下面是我在对一个金融系统进行整改时，建议开发团队采用的安全代码示例：
using System;
using System.Security.Cryptography;
publicclassPasswordSecurity
{
// 生成随机盐值
public static byte[] GenerateSalt()
{
byte[] salt = newbyte[16];
using (var rng = RandomNumberGenerator.Create())
{
rng.GetBytes(salt);
}
return salt;
}
// 使用 PBKDF2 生成密码哈希
public static string HashPassword(string password, byte[] salt)
{
using (var pbkdf2 = new Rfc2898DeriveBytes(password, salt, 10000, HashAlgorithmName.SHA256))
{
byte[] hash = pbkdf2.GetBytes(32); // 256 位哈希
return Convert.ToBase64String(hash);
}
}
// 验证密码
public static bool VerifyPassword(string password, string storedHash, byte[] storedSalt)
{
string computedHash = HashPassword(password, storedSalt);
return storedHash == computedHash;
}
}
这种算法 每次生成 128 位随机盐值；HashPassword 使用 PBKDF2 + SHA256，迭代 10000 次；存储时保存 Salt + Hash；验证时重新计算哈希并比较。在这段代码中，首先通过 GenerateSalt() 函数生成一个随机盐值。盐值的作用，是防止攻击者使用预计算的彩虹表来逆向哈希。换句话说，即便两个用户使用了同一个密码，他们的哈希结果也会因为盐值不同而完全不同。
随后，HashPassword 方法使用 PBKDF2 算法，将密码和盐值结合，并执行 10,000 次迭代计算。这种做法极大增加了暴力破解的难度。攻击者即便利用 GPU 进行运算，也会因为迭代次数的限制，而不得不付出高昂的计算成本。
2.2 评估审计
如果我们将前后的代码做一个对比，就能清楚看到安全性的差距：
cmd.Parameters.AddWithValue("@password", password); // 明文
改进后的安全代码：
byte[] salt = GenerateSalt();
string hashedPassword = HashPassword(password, salt);
cmd.Parameters.AddWithValue("@password", hashedPassword);
cmd.Parameters.AddWithValue("@salt", Convert.ToBase64String(salt)); // 单独存储盐
因此，一个完整的安全设计，应该包括：强制用户使用强密码、定期过期、更换密码，并尽可能引入多因素认证机制。这些安全措施相辅相成，共同构建一个健壮的防御体系。
综上，我们通过真实的审计案例，分析了“明文密码存储”这一高危漏洞的成因与风险。我们展示了如何通过 PBKDF2 算法和随机盐值的引入，显著提升密码存储的安全性。
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