Question

我正试图将SecureString变成byte[]的形式，我可以保持GC固定，以UTF-8格式编码。我使用UTF-16（默认编码）成功地做到了这一点，但是我无法弄清楚如何在没有GC创建某个地方数据的托管副本的情况下进行编码转换（数据需要保持安全。）

这是我到目前为止所做的事情（上下文：计算SecureString哈希值的算法）

public static byte[] Hash(this SecureString secureString, HashAlgorithm hashAlgorithm)
{
  IntPtr bstr = Marshal.SecureStringToBSTR(secureString);
  int length = Marshal.ReadInt32(bstr, -4);
  var utf16Bytes = new byte[length];
  GCHandle utf16BytesPin = GCHandle.Alloc(utf16Bytes, GCHandleType.Pinned);
  byte[] utf8Bytes = null;

  try
  {
    Marshal.Copy(bstr, utf16Bytes, 0, length);
    Marshal.ZeroFreeBSTR(bstr);
    // At this point I have the UTF-16 byte[] perfectly.
    // The next line works at converting the encoding, but it does nothing
    // to protect the data from being spread throughout memory.
    utf8Bytes = Encoding.Convert(Encoding.Unicode, Encoding.UTF8, utf16Bytes);
    return hashAlgorithm.ComputeHash(utf8Bytes);
  }
  finally
  {
    if (utf8Bytes != null)
    {
      for (var i = 0; i < utf8Bytes.Length; i++)
      { 
        utf8Bytes[i] = 0;
      }
    }
    for (var i = 0; i < utf16Bytes.Length; i++)
    { 
      utf16Bytes[i] = 0;
    }
    utf16BytesPin.Free();
  }
}

进行此转换的最佳方式是什么？我是否尝试在正确的位置进行此操作，或者我应该以某种方式提前执行此操作？通过完全跳过UTF-16字节[]步骤可以提高内存效率吗？

Answer 1

我找到了按照我想要的方式做到这一点的方法。我在这里的代码还没有完成（在失败的情况下需要更好的异常处理和内存管理），但这里是：

[DllImport("kernel32.dll")]
static extern void RtlZeroMemory(IntPtr dst, int length);

public unsafe static byte[] HashNew(this SecureString secureString, HashAlgorithm hashAlgorithm)
{
  IntPtr bstr = Marshal.SecureStringToBSTR(secureString);
  int maxUtf8BytesCount = Encoding.UTF8.GetMaxByteCount(secureString.Length);
  IntPtr utf8Buffer = Marshal.AllocHGlobal(maxUtf8BytesCount);

  // Here's the magic:
  char* utf16CharsPtr = (char*)bstr.ToPointer();
  byte* utf8BytesPtr  = (byte*)utf8Buffer.ToPointer();
  int utf8BytesCount = Encoding.UTF8.GetBytes(utf16CharsPtr, secureString.Length, utf8BytesPtr, maxUtf8BytesCount);

  Marshal.ZeroFreeBSTR(bstr);
  var utf8Bytes = new byte[utf8BytesCount];
  GCHandle utf8BytesPin = GCHandle.Alloc(utf8Bytes, GCHandleType.Pinned);
  Marshal.Copy(utf8Buffer, utf8Bytes, 0, utf8BytesCount);
  RtlZeroMemory(utf8Buffer, utf8BytesCount);
  Marshal.FreeHGlobal(utf8Buffer);
  try
  {
    return hashAlgorithm.ComputeHash(utf8Bytes);
  }
  finally
  {
    for (int i = 0; i < utf8Bytes.Length; i++)
    {
      utf8Bytes[i] = 0;
    }
    utf8BytesPin.Free();
  }
}

它依赖于获取原始UTF-16字符串和UTF-8缓冲区的指针，然后使用Encoding.UTF8.GetBytes(Char*, Int32, Byte*, Int32)将转换保持在非托管内存中。

Answer 2

您是否考虑过在获取哈希后调用UserFormViewComponent extends from EntityFormViewComponent？

根据MSDN on GC.Collect：

强制所有世代立即进行垃圾收集。   使用此方法尝试回收所有无法访问的内存。它执行所有代的阻塞垃圾收集。

所有物品，无论它们在记忆中存在多长时间，都被考虑收集;但是，不会收集托管代码中引用的对象。使用此方法强制系统尝试回收最大可用内存量。

从我在代码中看到的内容来看，它不应该保留对转换中使用的对象的任何引用。这一切都应由GC收集和处理。

C＃安全地将SecureString转换为UTF-8字节[]

2 个答案: