在 C# .NET 中，首选静态 HashData 方法而不是 ComputeHash

在 .NET 中，哈希处理是一项常见任务，无论是用于数据完整性检查、密码哈希处理还是其他加密目的。传统上，开发人员使用各种哈希算法（例如 SHA256、MD5）提供的 ComputeHash 方法。但是，随着静态 HashData 方法的引入，现在有一种更现代、更方便的方法来执行哈希操作。本文探讨了使用 HashData 方法而非 ComputeHash 的优势，提供了其使用示例，包括基准测试，并展示了输出。

理解 ComputeHash

ComputeHash 方法是一个实例方法，用于计算给定输入数据的哈希值。此方法在 .NET 中已经广泛使用很长时间了。以下是使用 SHA256 的示例：

using System;
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;
class Program
{static void Main(){using (SHA256 sha256 = SHA256.Create()){byte[] data = Encoding.UTF8.GetBytes("Hello, world!");byte[] hash = sha256.ComputeHash(data);Console.WriteLine(BitConverter.ToString(hash).Replace("-", ""));// Output: 7F83B1657FF1FC53B92DC18148A1D65DFC2D4A2764C3EFA3A5A9D10B6D77A7B4}}
}

在此示例中，创建了一个 SHA256 实例，并调用 ComputeHash 方法计算输入数据的哈希值。

HashData 介绍

HashData 方法是 .NET 5 中引入的静态方法。它提供了一种更直接、更有效的方法来计算哈希值，而无需实例化哈希算法类。以下是使用 HashData 的等效示例：

using System;
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;
class Program
{static void Main(){byte[] data = Encoding.UTF8.GetBytes("Hello, world!");byte[] hash = SHA256.HashData(data);Console.WriteLine(BitConverter.ToString(hash).Replace("-", ""));// Output: 7F83B1657FF1FC53B92DC18148A1D65DFC2D4A2764C3EFA3A5A9D10B6D77A7B4}
}

使用 HashData，代码变得更干净、更简洁，因为它无需创建 SHA256 实例。

使用 HashData 的优点

简单性： HashData 方法无需管理算法实例，从而简化了散列过程。
性能： HashData 可以提高性能，因为它避免了对象实例化和处置的开销。
静态性质：作为静态方法，HashData 可在静态上下文中轻松使用，不需要使用语句进行处理。
一致性： HashData 可用于不同的哈希算法，提供一致的 API。

例子

比较 ComputeHash 和 HashData

为了更清楚起见，让我们比较一下这两种方法。

使用 ComputeHash

using System;
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;
class Program
{static void Main(){string input = "Hello, world!";byte[] data = Encoding.UTF8.GetBytes(input);using (SHA256 sha256 = SHA256.Create()){byte[] hash = sha256.ComputeHash(data);Console.WriteLine($"ComputeHash: {BitConverter.ToString(hash).Replace("-", "")}");// Output: 7F83B1657FF1FC53B92DC18148A1D65DFC2D4A2764C3EFA3A5A9D10B6D77A7B4}}
}

使用 HashData

using System;
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;
class Program
{static void Main(){string input = "Hello, world!";byte[] data = Encoding.UTF8.GetBytes(input);byte[] hash = SHA256.HashData(data);Console.WriteLine($"HashData: {BitConverter.ToString(hash).Replace("-", "")}");// Output: 7F83B1657FF1FC53B92DC18148A1D65DFC2D4A2764C3EFA3A5A9D10B6D77A7B4}
}

流的高级用法

HashData 方法还可以与流一起使用，这对于对大文件进行哈希处理而无需将其完全加载到内存中很有用。

using System;
using System.IO;
using System.Security.Cryptography;
class Program
{static void Main(){using (FileStream stream = File.OpenRead("largefile.txt")){byte[] hash = SHA256.HashData(stream);Console.WriteLine(BitConverter.ToString(hash).Replace("-", ""));// Example Output: A5B9CFA0B55EC7D41E332B29F9D7A9A6D1A82AAE1A6DCCF9B1AC2E746D9D7FBF}}
}

ComputeHash 与 HashData 的基准测试

为了比较 ComputeHash 和 HashData 的性能，我们可以使用 BenchmarkDotNet 库。这是一个基准测试示例。

using System;
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;
using BenchmarkDotNet.Attributes;
using BenchmarkDotNet.Running;
public class HashBenchmark
{private byte[] data;[GlobalSetup]public void Setup(){data = Encoding.UTF8.GetBytes("Hello, world!");}[Benchmark]public byte[] ComputeHash(){using (SHA256 sha256 = SHA256.Create()){return sha256.ComputeHash(data);}}[Benchmark]public byte[] HashData(){return SHA256.HashData(data);}
}
class Program
{static void Main(string[] args){var summary = BenchmarkRunner.Run<HashBenchmark>();}
}