弹跳城堡 HMAC SHA1

Question

我有以下代码使用 BouncyCastle（dotnet 版本）从消息中获取 HMAC-SHA1。

我有这个小图书馆class:

public class HashingTools
{
    static string hmacKey = "81310910a060c5705c1d3cedf370bcf9";
    public static int HashSizeInBytes = 20;
    static KeyParameter keyParameter = null;
    private static HMac hmacInstance;

    static HashingTools()
    {
        hmacInstance = new HMac(new Sha1Digest());
        hmacInstance.Init(newKeyParameter(Encoding.UTF8.GetBytes(hmacKey)));
    }

    public static byte[] HashSha1(byte[] message)
    {
        byte[] result = new byte[hmacInstance.GetMacSize()];

        hmacInstance.BlockUpdate(message, 0, message.Length);
        hmacInstance.DoFinal(result, 0);

        return result;
    }
}

我有很多消息通过这种方法，都使用相同的密钥：hmacKey，我想尽可能加快速度，并尽可能多地重复使用，仍然是关于安全参数（随机性、新鲜度...）。

如果我尝试重用或并行化 hmac 实例，我会在 Org.BouncyCastle.Crypto.Macs.Hmac.BlockUpdate.

中得到一个 "array out of bounds" 异常

我创建了这个用于复制的单元测试（1 或 2 个并行哈希函数正常，100 个出错）：

[Test]
public void TestBulkHashing()
{
    var messages = new List<byte[]>();

    foreach (var index in Enumerable.Range(0, 100))
    {
        var buffer = new byte[4096];
        Random r = new Random();
        r.NextBytes(buffer);

        messages.Add(buffer);
    }

    Parallel.ForEach(messages, m =>
    {
        HashingTools.HashSha1(m);
    });
}

Answer 1

正如@dlatikay 正确推测的那样，这是一个同步错误。 Bouncycastle 的类不是线程安全的，除非他们明确说明它是线程安全的。

如果您修改 HashSha1 方法以显式同步线程，您将不会得到异常：

public static byte[] HashSha1(byte[] message) {
    byte[] result = new byte[hmacInstance.GetMacSize()];
    lock(hmacInstance) {
        hmacInstance.BlockUpdate(message, 0, message.Length);
        hmacInstance.DoFinal(result, 0);
    }

    return result;
}

关于您关于优化的问题，Bouncycastle 已经预先计算了涉及密钥的计算部分。当您调用 DoFinal(...) 时，内部状态将重置为此预先计算的值，因此如果您使用相同的密钥，则无需为下一个 HMac 再次调用 Init()。您的代码已经利用了这种优化，所以我认为您无能为力，除非您想编写自己的哈希代码。

弹跳城堡 HMAC SHA1

BouncyCastle HMAC SHA1

c#

bouncycastle

hmac

hmacsha1