c# - 为什么 SHA1.ComputeHash 在多线程的高负载下会失败？

Question

我发现我维护的一些代码存在问题。下面的代码有一个 private static SHA1 成员(它是一个 IDisposable 但因为它是 static，所以它永远不会被最终确定)。然而，在压力下，这段代码会抛出一个异常，表明它已被关闭:

Caught exception.  Safe handle has been closed" 
Stack trace: Call stack where exception was thrown
at System.Runtime.InteropServices.SafeHandle.DangerousAddRef(Boolean& success)
at System.Security.Cryptography.Utils.HashData(SafeHashHandle hHash, Byte[] data, Int32 cbData, Int32 ibStart, Int32 cbSize)
at System.Security.Cryptography.Utils.HashData(SafeHashHandle hHash, Byte[] data, Int32 ibStart, Int32 cbSize)
at System.Security.Cryptography.HashAlgorithm.ComputeHash(Byte[] buffer)

有问题的代码是:

internal class TokenCache
{
    private static SHA1 _sha1 = SHA1.Create();

    private string ComputeHash(string password)
    {
        byte[] passwordBytes = UTF8Encoding.UTF8.GetBytes(password);
        return UTF8Encoding.UTF8.GetString(_sha1.ComputeHash(passwordBytes));
    }

我的问题显然是什么会导致这个问题。对 SHA1.Create 的调用是否会静默失败(有多少加密资源可用)？这可能是由应用程序域关闭引起的吗？

还有其他理论吗？

Answer 1

根据 the documentation对于 HashAlgorithm 基类

Any public static (Shared in Visual Basic) members of this type are thread safe. Any instance members are not guaranteed to be thread safe.

您不应在不同线程尝试同时在同一实例上调用 ComputeHash 的线程之间共享这些类。

编辑这就是导致您的错误的原因。由于多个线程在同一个哈希算法实例上调用 ComputeHash，下面的压力测试会产生各种错误。您的错误就是其中之一。

具体来说，我在这个压力测试中看到了以下错误:

• System.Security.Cryptography.CryptographicException:哈希在指定状态下使用无效。
• System.ObjectDisposedException: 安全句柄已关闭

压力测试代码示例:

const int threadCount = 2;
var sha1 = SHA1.Create();
var b = new Barrier(threadCount);
Action start = () => {
                    b.SignalAndWait();
                    for (int i = 0; i < 10000; i++)
                    {
                        var pwd = Guid.NewGuid().ToString();
                        var bytes = Encoding.UTF8.GetBytes(pwd);
                        sha1.ComputeHash(bytes);
                    }
                };
var threads = Enumerable.Range(0, threadCount)
                        .Select(_ => new ThreadStart(start))
                        .Select(x => new Thread(x))
                        .ToList();
foreach (var t in threads) t.Start();
foreach (var t in threads) t.Join();