SQLite密码修改故障排查：RSA加密随机性导致的数据库匹配问题

老项目，用户在使用时修改密码不成功。通过查看是因为密码修改时，根本匹配不到用户名；由于用户名通过RSA加密后每次输出都不一样，与原始数据库中存储的用户不匹配。解决办法为向用户表中添加字段UserNameHash（用户名hash值），更新匹配用户名时使用UserNameHash进行匹配。

问题现象

某老项目，在使用时被用户发现不能正常修改密码。反馈到软件部后，愚被分配到去修改此bug。

开发环境

VS2022

SqLite3

 

排查过程

不能修改密码？download源码后，试了下，确实有这个问题。但为什么呢？在UI上明明显示已经修改成功了啊；但是为什么用新密码登陆却显示密码错误，必须用原来的密码才能登陆成功。

猜想：应该是密码未成功修改进数据库中，UI上仅仅是显示的VM绑定的数据而已。

 

看了下更新进sqlite数据库的代码，如下所示：

/// <summary>
/// 更新用户密码
/// </summary>
/// <param name="userName"></param>
/// <param name="newPassword"></param>
public void UpdatePassword(string userName, string newPassword)
{
    string encryptionAccount = RSA.EncryptByRSA(userName);
    string encryptionPassword = RSA.EncryptByRSA(newPassword);
    string cmd = "UPDATE UserInfoTable SET Password = '" + encryptionPassword + "' WHERE UserName = '" + encryptionAccount + "'";
    object lockThis = new object();
    lock (lockThis)
    {
        using (SQLiteConnection conn = new SQLiteConnection("Data Source=" + PathCfg.Database + ";Version=3;"))
        {
            conn.Open();
            using (SQLiteCommand command = new SQLiteCommand(cmd, conn))
            {
                try
                {
                    command.ExecuteNonQuery();
                    command.Dispose();
                    conn.Close();
                }
                catch (Exception)
                {
                }
            }
        }
    }
}

在上述代码的 command.ExecuteNonQuery();  将其更改下述代码后，测试了下，影响的行数为0；也就说根本就没有匹配到任何用户，当然也就更改不成功了。

var rows= command.ExecuteNonQuery(); 

 

仔细看了更新代码，同时确认用户名输入没有问题，那么问题只可能是最终的用户名匹配不到，而之所以匹配不到，反推回来，只有中间使用 RSA.EncryptByRSA(userName) 加密，在加密后导致密文与最初的密文不匹配造成的。

经验证，确实如前述所说：加密后的密文与原始数据库中的用户名密文不一样。

也就是说加密模块可能是有问题。

 

加密RSA类EncryptByRSA加密方法源码如下：

        /// <summary>
        /// RSA加密
        /// </summary>
        /// <param name="plaintext">明文字符串</param>
        /// <returns>密文字符串</returns>
        public static string EncryptByRSA(string plaintext)
        {
            UnicodeEncoding ByteConverter = new UnicodeEncoding();
            byte[] dataToEncrypt = ByteConverter.GetBytes(plaintext);
            using (RSACryptoServiceProvider rsa = new RSACryptoServiceProvider())
            {
                rsa.FromXmlString(publicKey);
                byte[] encryptedData = rsa.Encrypt(dataToEncrypt, true);
                return Convert.ToBase64String(encryptedData);
            }
        }

解密方法源码如下：

 /// <summary>
 /// RSA解密
 /// </summary>
 /// <param name="ciphertext">加密字符串</param>
 /// <returns>明文字符串</returns>
 public static string DecryptByRSA(string ciphertext)
 {
     UnicodeEncoding byteConverter = new UnicodeEncoding();
     using (RSACryptoServiceProvider rsa = new RSACryptoServiceProvider())
     {
         rsa.FromXmlString(privateKey);
         byte[] encryptedData = Convert.FromBase64String(ciphertext);
         byte[] decryptedData = rsa.Decrypt(encryptedData, true);
         return byteConverter.GetString(decryptedData);
     }
 }

通过在加密模块中添加测试代码后发现，用户名每次加密后的密文都不一样，但还是能解密为输入的用户名。自然每次更新用户名密码时肯定不会成功了。

 

以下为测试用户名加密解密时使用的代码：

public static string EncryptByRSA(string plaintext)
{
    UnicodeEncoding ByteConverter = new UnicodeEncoding();
    byte[] dataToEncrypt = ByteConverter.GetBytes(plaintext);
    using (RSACryptoServiceProvider rsa = new RSACryptoServiceProvider())
    {
        rsa.FromXmlString(publicKey);
        byte[] encryptedData = rsa.Encrypt(dataToEncrypt, true);
        var test = Convert.ToBase64String(encryptedData);
        var deResult = DecryptByRSA(test);
        return Convert.ToBase64String(encryptedData);
    }
}

 

原因分析

为什么相同输入会产生不同密文？​​

1. ​​PKCS#1 OAEP填充模式的作用​​

代码中rsa.Encrypt(dataToEncrypt, true)的第二个参数true表示：

• 使用 ​​OAEP (Optimal Asymmetric Encryption Padding)​​ 填充模式
• 该模式会​​自动添加随机盐值（salt）​​到明文数据前，导致每次加密结果不同

2. ​​安全设计原理​​

特性	说明
​​防止重放攻击​​	相同明文不同密文，使攻击者无法通过重复发送密文破解
​​隐藏明文模式​​	即使明文有规律，密文也呈现随机性
​​语义安全性​​	加密结果不泄露明文的任何信息（包括是否相同）

详细可参考RSA 类 (System.Security.Cryptography) | Microsoft Learn

 

解决方案

既然是由于加密后的用户名密文不一样所致，最简单的办法就是对用户名不加密，但是这就存在用户名泄漏的问题。

 

继要保证用户名不泄漏，又要能保证能正常的更新，同时用户名最好还是能从数据库中读出来用于显示。那么在数据库中添加1个字段为UserNameHash，UserNameHash使用不可逆加密（hash值），同时保留用来的用户名和密码；

查询更新时使用hash去匹配对应的用户即可。

 

以下为hash计算参考源码：

public static string HashName(string name) {
    using (SHA256 sha = SHA256.Create()) {
        byte[] hash = sha.ComputeHash(Encoding.UTF8.GetBytes(name));
        return Convert.ToBase64String(hash);
    }
}

 改进后代码：

// 改进后的UpdatePassword方法示例
public void UpdatePassword(string userName, string newPassword)
{
    string userNameHash = HashName(userName); // 使用哈希值作为查询条件
    string encryptionPassword = RSA.EncryptByRSA(newPassword);
    
    // 使用参数化查询防止SQL注入
    string cmd = "UPDATE UserInfoTable SET Password = @Password WHERE UserNameHash = @UserNameHash";
    object lockThis=new object();
    lock (lockThis)
    {
        using (SQLiteConnection conn = new SQLiteConnection("Data Source=" + PathCfg.Database + ";Version=3;"))
        {
            conn.Open();
            using (SQLiteCommand command = new SQLiteCommand(cmd, conn))
            {
                command.Parameters.AddWithValue("@Password", encryptionPassword);
                command.Parameters.AddWithValue("@UserNameHash", userNameHash);
                
                int affectedRows = command.ExecuteNonQuery();
                if (affectedRows == 0)
                {
                    // 应该记录或抛出异常，而不是静默失败
                    throw new InvalidOperationException("用户不存在或更新失败");
                }
            }
        }
    }
}

 

安全建议

这个老项目存在的问题，除了这个密码修改的问题，还有其它一些。

如UpdatePassword方法中，sql使用拼接字符串，这是很要命的，会导致严重的 ​​SQL注入攻击（SQL Injection）​​ 风险；这是很致命的，要是web项目，这种代码就是垃圾代码，不允许上线的。

一定要记住，sql语句要参数化查询。另外当下ORM很成熟了，用起来。