C# 依 Git 算法計算 SHA-1 Hash：blob 格式與 40 字元十六進制輸出

Git Hash 算法規則

Git 計算物件 Hash 時：

1. 演算法：SHA-1
2. 輸入格式："blob {內容長度}\0{內容}"（\0 為 NUL 字元）
3. 輸出：40 字元小寫十六進制字串

例：空檔案 → "blob 0\0" → e69de29bb2d1d6434b8b29ae775ad8c2e48c5391

C# 實作

using System;
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;

public class GitHasher
{
    public string Content { get; set; }
    public string Hash { get; private set; }

    public void GenerateHash()
    {
        // 關鍵：UTF-8 編碼 + blob 格式 + NUL 字元
        var computedContent = string.Format("blob {0}\0{1}", Content.Length, Content);
        var bytes = Encoding.UTF8.GetBytes(computedContent);
        
        using (var sha1 = SHA1.Create()) // .NET Core 建議用 SHA1.Create() 而非 SHA1Managed
        {
            var hashBytes = sha1.ComputeHash(bytes);
            
            // 轉 40 字元小寫十六進制
            var sb = new StringBuilder(hashBytes.Length * 2);
            foreach (var b in hashBytes)
                sb.Append(b.ToString("x2"));
            Hash = sb.ToString();
        }
    }
}

單元測試驗證

[Fact]
public void EmptyContent_ShouldMatchGit()
{
    var hasher = new GitHasher { Content = "" };
    hasher.GenerateHash();
    Assert.Equal("e69de29bb2d1d6434b8b29ae775ad8c2e48c5391", hasher.Hash);
}

[Fact]
public void NonEmptyContent_ShouldMatchGit()
{
    var hasher = new GitHasher { Content = "hello world" };
    hasher.GenerateHash();
    // 可用命令驗證：echo -en "blob 11\0hello world" | sha1sum
    Assert.Equal("3b18e512dba79e4c8300dd08aeb37f8e728b8dad", hasher.Hash);
}

關鍵細節提醒

• 編碼必須為 UTF-8，Git 內部統一使用 UTF-8
• NUL 字元：C# 字串中用 \0 或 \u0000 表示
• 長度計算：為字串的字元數（Content.Length），非位元組數
• SHA1Managed vs SHA1.Create()：.NET Framework 用 SHA1Managed，.NET Core / 5+ 建議用 SHA1.Create()（自動選擇平台最佳實作，且支援 FIPS）
• 大小寫：Git 輸出為小寫，ToString("x2") 保證小寫

應用場景

• 實作 Git 相容的物件儲存（如自建 Git 伺服器、備份工具）
• 內容定址儲存系統
• 檔案去重、完整性校驗

掌握此算法，即可在 C# 中產出與 Git 完全一致的物件 ID，實現與 Git 生態的無縫互通。