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SHA256算法原理 - 知乎切换模式写文章登录/注册SHA256算法原理临时工​寻求关于C语言、嵌入式系统、网络通信以及其他技术相关问题解答最近在做加密算法，其中涉及到SHA256算法。故整理出来。SHA算法概述SHA（Secure Hash Algorithm）是一组密码学哈希函数，用于产生固定长度的哈希值（摘要）来对数据进行加密、验证和完整性校验，能计算出一个数字消息所对应到的，长度固定的字符串（又称消息摘要）的算法。一个n位的哈希函数就是一个从任意长的消息到n位哈希值的映射，一个n位的加密哈希函数就是一个单向的、避免碰撞的n位哈希函数。这样的函数是目前在数字签名和密码保护当中极为重要的手段。SHA算法存在许多版本：SHA-1：SHA-1是SHA算法家族的第一个版本，输出为160位（20字节）的哈希值。然而，由于SHA-1存在安全性漏洞，已不再被广泛使用。SHA-2族：来自于安全散列算法2（Secure Hash Algorithm 2），一种密码散列函数算法标准。1. SHA-224：SHA-224是SHA-256的截断版本，输出为224位（28字节）的哈希值。它提供了比SHA-1更高 的安全性，适用于需要较短哈希值的应用场景。2. SHA-256：SHA-256是SHA-2算法家族中最常用的变种，输出为256位（32字节）的哈希值。它提供了更高的安全性和抗碰撞性，广泛用于密码学和数据完整性校验。3. SHA-384：SHA-384是SHA-512的截断版本，输出为384位（48字节）的哈希值。它适用于需要较长哈希值的应用场景，并提供了与SHA-512相似的安全性。4. SHA-512：SHA-512是SHA-2算法家族中的另一个变种，输出为512位（64字节）的哈希值。它提供了更高的安全性和抗碰撞性，适用于需要更长哈希值的应用场景。这些变体除了生成摘要的长度 、循环运行的次数等一些微小差异外，算法的基本结构是一致的。SHA256算法简介说到SHA256，其字面意思便是，对于任意长度的消息，SHA256都会产生一个256位的哈希值，称作消息摘要。这个摘要相当于是个长度为32个字节的数组，共256位，通常由一个长度为64的十六进制字符串来表示，其中1个字节=8位，一个十六进制的字符的长度为4位。SHA256对消息做Hash摘要，如下实例：SHA256 //加密消息加密结果：B3ABE5D8C69B38733AD57EA75E83BCAE42BBBBAC75E3A5445862ED2F8A2CD677这里原来的消息“SHA256”经SHA256算法运算后得到一个32字节的消息摘要，且对消息做细小的改变，生成的Hash都会发生巨大改变，跟原先的值完全不同，如下：SHA257加密结果：1468F194EF6B15345322631D61099EF3CE7F7FE5D56C1FA1865FBA47C79DD1C7仅仅换了一位的值，HASH结果全然不同。SHA256算法详述为了更好的理解SHA256的原理，这里首先将算法中可以单独抽出的模块，包括常量的初始化、信息预处理、使用到的逻辑运算分别进行介绍。常量初始化SHA256算法中用到了8个哈希初值以及64个哈希常量，64个哈希常量参与到后面的哈希值计算。SHA256算法的8个哈希初值为：H1 := 0x6a09e667

H2 := 0xbb67ae85

H3 := 0x3c6ef372

H4 := 0xa54ff53a

H5 := 0x510e527f

H6 := 0x9b05688c

H7 := 0x1f83d9ab

H8 := 0x5be0cd19初始哈希值H(1-8)取自自然数中前面8个质数(2,3,5,7,11,13,17,19)的平方根的小数部分, 并且取前面的32位。举个例子——H1。2的平方根小数部分约为0.414213562373095048。其中：于是, 质数2的平方根的小数部分取前32位就对应0x6a09e667。以此类推可得8个初始哈希值。SHA256算法的64个哈希常量为：0x428a2f98,0x71374491,0xb5c0fbcf,0xe9b5dba5,0x3956c25b,0x59f111f1,0x923f82a4,0xab1c5ed5,

0xd807aa98,0x12835b01,0x243185be,0x550c7dc3,0x72be5d74,0x80deb1fe,0x9bdc06a7,0xc19bf174,

0xe49b69c1,0xefbe4786,0x0fc19dc6,0x240ca1cc,0x2de92c6f,0x4a7484aa,0x5cb0a9dc,0x76f988da,

0x983e5152,0xa831c66d,0xb00327c8,0xbf597fc7,0xc6e00bf3,0xd5a79147,0x06ca6351,0x14292967,

0x27b70a85,0x2e1b2138,0x4d2c6dfc,0x53380d13,0x650a7354,0x766a0abb,0x81c2c92e,0x92722c85,

0xa2bfe8a1,0xa81a664b,0xc24b8b70,0xc76c51a3,0xd192e819,0xd6990624,0xf40e3585,0x106aa070,

0x19a4c116,0x1e376c08,0x2748774c,0x34b0bcb5,0x391c0cb3,0x4ed8aa4a,0x5b9cca4f,0x682e6ff3,

0x748f82ee,0x78a5636f,0x84c87814,0x8cc70208,0x90befffa,0xa4506ceb,0xbef9a3f7,0xc67178f2与8个初始哈希值获取的方式类似，64个哈希常量取自自然数中前面64个质数(2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31, 37, 41, 43, 47, 53, 59, 61, 67, 71, 73, 79, 83, 89, 97…)的立方根的小数部分, 并且取前面的32位。信息预处理SHA256算法中的预处理就是在想要Hash的消息后面补充需要的信息，使整个消息满足指定的结构。信息的预处理分为两个步骤：比特填充和附加长度填充规则如下：原始数据长度表示：将输入数据的长度（以比特为单位）表示为64位的大端整数。这意味着，如果原始数据长度小于2^64，那么用64位表示的长度将作为输入数据的最后一个数据块。数据块填充：在原始数据的末尾添加比特，直到满足以下条件：添加一个比特为1（即0x80）。添加若干个零比特，以保证填充后的数据块长度满足512比特（64字节）减去长度表示的64比特。如果原始数据的长度超过了512比特减去长度表示的64比特，则需要添加一个额外的512比特（64字节）的数据块，其中填充比特为1，其余位为零。具体的填充过程如下：将原始数据分成若干个512比特（64字节）的数据块，最后一个数据块可能不足512比特。如果最后一个数据块的长度小于448比特（56字节），则在该数据块的末尾直接添加填充比特1（即0x80）。如果最后一个数据块的长度大于等于448比特（56字节），则需要添加一个额外的数据块。在该额外数据块的开头添加填充比特1（即0x80）。在最后一个数据块的末尾追加长度表示，以64位大端整数的形式表示原始数据的长度（以比特为单位）。通过这样的填充方式，确保了输入数据的长度满足SHA-256算法的要求，并且可以唯一地标识原始数据的长度信息。比特填充简单说：在报文末尾进行填充，使报文长度在对512取模以后的余数是448具体填充这样进行的：先补第一个比特为1，然后都补0，直到长度满足对512取模后余数是448。需要注意的是，信息必须进行填充，也就是说，即使长度已经满足对512取模后余数是448，补位也必须要进行，这时要填充512个比特。因此，填充是至少补一位，最多补512位。例：以信息“abc”为例显示补位的过程。a,b,c对应的ASCII码分别是97,98,99于是原始信息的二进制编码为：01100001 01100010 01100011补位第一步，首先补一个“1” ：0110000101100010 01100011 1补位第二步,补423个“0”：01100001 01100010 01100011 10000000 00000000 …补位完成后的数据如下（使用16进制表示）：61626380 00000000 00000000 00000000

00000000 00000000 00000000 00000000

00000000 00000000 00000000 00000000

00000000 00000000 因为在第一步的预处理后，第二步会再附加上一个64bit的数据，用来表示原始报文的长度信息。而448+64=512，正好拼成了一个完整的结构。附加长度附加长度值就是将原始数据（第一步填充前的消息）的长度信息补到已经进行了填充操作的消息后面。SHA256用一个64位的数据来表示原始消息的长度。因此，通过SHA256计算的消息长度必须要小于2^64，当然绝大多数情况这足够大了。长度信息的编码方式为64-bit 大端（Big Endian）以刚刚的例子，消息“abc”，3个字符，占用24个bit（转成16进制为18）。因此，在进行了补长度的操作以后，整个消息就变成下面这样了（16进制格式）61626380 00000000 00000000 00000000

00000000 00000000 00000000 00000000

00000000 00000000 00000000 00000000

00000000 00000000 00000000 00000018逻辑运算SHA256散列函数中涉及的操作全部是逻辑的位运算包括如下的逻辑函数：选择函数，根据x、y和z的位进行选择Ch(x, y, z) = (x ∧ y) ⊕ (¬x ∧ z)多数函数，根据x、y和z的位进行多数判断Maj(x, y, z) = (x ∧ y) ⊕ (x ∧ z) ⊕ (y ∧ z)σ0函数Σ0(x) = (x右循环移位2位) ⊕ (x右循环移位13位) ⊕ (x右循环移位22位)σ1函数Σ1(x) = (x右循环移位6位) ⊕ (x右循环移位11位) ⊕ (x右循环移位25位)小σ0函数σ0(x) = (x右循环移位7位) ⊕ (x右循环移位18位) ⊕ (x右移3位)小σ1函数σ1(x) = (x右循环移位17位) ⊕ (x右循环移位19位) ⊕ (x右移10位)将最后一轮迭代后的寄存器值拼接在一起，形成256位（32字节）的哈希值。其公式如下：其中：逻辑运算含义∧按位“与”¬按位“与”⊕按位“异或”Sn循环右移n个bitRn右移n个bit逻辑运算首先：将消息分解成512-bit大小的块假设消息M可以被分解为n块，于是整个算法需要做的就是完成n次迭代，n次迭代的结果就是最终的哈希值，即256bit的数字摘要。一个256-bit的摘要的初始值H0，经过第一个数据块进行运算，得到H1，即完成了第一次迭代H1经过第二个数据块得到H2，……，依次处理，最后得到Hn，Hn即为最终的256-bit消息摘要将每次迭代进行的映射用Map(H_{i-1}) = H_{i}表示于是迭代可以更形象的展示为：图中256-bit的Hi被描述8个小块，这是因为SHA256算法中的最小运算单元称为“字”（Word），一个字是32位。总结起来：将每个512比特的数据块划分为16个32比特的字（Word）。对这16个字进行扩展，生成额外的48个字，共计64个字。使用循环和位运算生成这64个字，确保每个字都与前面的字相关联。初代计算的值为前面介绍的值。下面将介绍如何构造这64个字与循环和64轮的迭代计算构造64个字每个512比特的数据块中生成额外的48个字，共计64个字。这些额外的字用于增加数据的复杂性，并与初始哈希值混合，以增加哈希算法的安全性。消息扩展的过程如下：将每个512比特的数据块划分为16个32比特的字（Word），记为W[0]到W[15]。从W[16]到W[63]生成额外的48个字，使用以下公式：对于i从16到63的每个值，计算W[i] = σ1(W[i-2]) + W[i-7] + σ0(W[i-15]) + W[i-16]。

σ0(x) = (x右循环移位7位) ⊕ (x右循环移位18位) ⊕ (x右移3位)：小σ0函数。

σ1(x) = (x右循环移位17位) ⊕ (x右循环移位19位) ⊕ (x右移10位)：小σ1函数。通过这个过程，从16个初始字开始，生成额外的48个字，共计64个字。这样，每个数据块就包含了64个字，用于SHA-256的迭代计算。需要注意的是，SHA-256的消息扩展过程只在每个数据块开始处理时进行，后续的迭代计算中不再使用消息扩展的结果，而是使用先前计算的字和寄存器值进行混合和更新。消息扩展主要用于增加数据的复杂性，并引入更多的变化和随机性，在哈希计算过程中提供更好的扩散性质。64轮的迭代计算SHA-256的迭代计算是通过对每个数据块进行64轮的循环计算来完成的。在每一轮迭代中，使用一系列的逻辑和位运算来混合数据和哈希值，更新寄存器的值。下面是SHA-256的64轮迭代计算的详细过程：初始化：初始化8个32比特的寄存器（a, b, c, d, e, f, g, h）为固定的初始值（称为初始哈希值）。2. 迭代计算：对每个数据块进行64轮的循环计算，每轮计算使用不同的字和常量。在每一轮迭代中，更新寄存器的值和字的排列。第i轮迭代的计算包括以下步骤：定义当前轮所使用的常量K[i]，这些常量是SHA-256算法中预定义的。定义当前轮使用的字W[i]，它是消息扩展阶段生成的64个字中的第i个字。进行一系列的逻辑和位运算，更新寄存器的值。每一轮迭代的计算步骤如下：T1 = h + Σ1(e) + Ch(e, f, g) + K[i] + W[i]，其中+表示32比特的模2^32加法。Σ1(x) = (x右循环移位6位) ⊕ (x右循环移位11位) ⊕ (x右循环移位25位)：σ1函数。Ch(x, y, z) = (x ∧ y) ⊕ (¬x ∧ z)：选择函数。K[i]是SHA-256算法中预定义的常量。W[i]是消息扩展阶段生成的64个字中的第i个字。T2 = Σ0(a) + Maj(a, b, c)，其中Σ0(x) = (x右循环移位2位) ⊕ (x右循环移位13位) ⊕ (x右循环移位22位)：σ0函数。Maj(x, y, z) = (x ∧ y) ⊕ (x ∧ z) ⊕ (y ∧ z)：多数函数。更新寄存器的值：h = g

g = f

f = e

e = d + T1

d = c

c = b

b = a

a = T1 + T23. 最终输出：将最后一轮迭代后的寄存器值拼接在一起，形成256位（32字节）的哈希值。最后一次循环产生的八个字合起来即是第i块对应到的散列字符串H_{i}。总结SHA-256算法是一种安全哈希算法，用于将输入数据转换为固定长度的256位哈希值。以下是SHA-256算法的关键点总结：数据预处理和填充：输入数据经过填充和划分为512比特的块。迭代计算：对每个数据块进行64轮的迭代计算，使用不同常量和字，并通过逻辑和位运算更新寄存器的值。逻辑和位运算：使用逻辑函数和位运算混合数据和哈希值，引入非线性变换。初始哈希值：使用固定的初始哈希值初始化寄存器。最终输出：将最后一轮迭代后的寄存器值组合成256位哈希值。安全性和抗碰撞性：SHA-256具有抗碰撞性，很难找到两个不同的输入产生相同的哈希值。SHA-256算法在密码学和数据完整性验证等领域广泛使用，保证了数据的安全性和完整性。发布于 2024-03-04 14:19・IP 属地江苏SHA数据加密hash​赞同​​添加评论​分享​喜欢​收藏​申请

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文件hash计算

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简介

文件Hash计算工具是一款实用的小工具，旨在帮助你计算文件的哈希值。通过计算文件的哈希值，你可以验证文件的完整性和一致性，确保文件在传输或备份过程中没有被篡改或损坏。此工具支持多种常见的哈希算法，如MD5、SHA-1、SHA-256等，为你提供方便快捷的文件哈希计算服务。

支持多种哈希算法：包括MD5、SHA-1、SHA-256等常见的哈希算法，你可以根据需求选择合适的算法进行计算。

高效计算：通过优化的算法和多线程技术，工具可以快速完成大文件的哈希计算，节省你的等待时间。

文件完整性验证：你可以通过比较计算出的哈希值与预期的哈希值，验证文件是否完整且未受到损坏或篡改。

广泛适用：工具适用于各类文件，无论是文档、图片、音视频文件，还是程序安装包等，均可以进行哈希计算。

文件Hash计算工具为你提供了一种简单、高效的方式来检查文件的完整性和一致性。通过使用这款工具，你可以确保文件在传输或存储过程中的安全性，防止潜在的数据损坏和恶意篡改。

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2023年8月20日

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HashHash检查通过生成唯一散列值来验证数据完整性,本文解释了Hash函数的工作原理及其对数据安全的重要性。On this page

On this page摘录介绍哈希校验是如何工作的？使用哈希校验的好处哈希校验的常见用途不同类型的哈希函数哈希检查的限制使用哈希校验的最佳实践结论摘录哈希检查通过生成代表数据内容的唯一值来验证数据的完整性。本文介绍了哈希函数的工作原理以及它们在安全方面的重要性。介绍哈希校验是一种验证数据完整性和真实性的方法。它涉及生成一个称为哈希值的短字符串，该字符串表示文件或数据的内容。哈希校验是数据安全的重要组成部分，因为它们可以检测到任何更改或篡改。hashing 算法用于生成哈希值。哈希值是从文件或数据输入的内容计算出来的。即使对原始数据进行了微小的更改，哈希值也会不同。通过比较哈希值，可以检查数据是否已被篡改。哈希校验对于软件安全、数据传输、文件存储和密码验证至关重要。本文将解释哈希校验是什么，它们的工作原理、好处、不同类型的哈希、限制以及实施的最佳实践。哈希校验是如何工作的？哈希算法接受任意大小的数据，比如数字文件或密码，并生成代表原始数据的固定大小字符串。这个字符串被称为哈希值或哈希。以下是一个哈希算法如何工作的简单示例：文本文件 “document.txt” 包含字符串 “你好，世界”哈希算法接受输入 “你好，世界” 并对其进行复杂计算。算法生成了一个哈希值 “2ef7bde608ce5404e97d5f042f95f89f1c232871”这个哈希值对应于输入 “你好，世界”。对原始文本进行任何更改都会导致不同的哈希值。为了检查完整性，再次在文本文件上运行相同的哈希算法以生成新的哈希值。如果新的哈希值与原始值匹配，则验证文档未被篡改。如果不匹配，则表示文本已被篡改。哈希算法被设计为单向函数。这意味着很容易从数据生成哈希值，但几乎不可能从哈希值重新创建原始数据。这使得哈希非常有用，可以验证数据而无需存储原始数据。使用哈希校验的好处哈希校验提供了几个重要的好处：数据完整性 - 哈希校验确保数据在传输或存储过程中未被篡改。即使只有一个字符发生了改变，哈希值也不会匹配。篡改检测 - 哈希校验可以轻松检测到意外或故意的数据损坏。哈希值不匹配会揭示任何变动。文件验证 - 哈希值可以验证文件的下载和传输。发送者生成原始文件的哈希值，接收者可以验证他们收到了正确的文件。安全密码 - 存储密码哈希而不是明文密码可以提高安全性。通过对输入进行哈希处理并与存储的哈希值进行匹配来验证密码。数据指纹 - 哈希值充当唯一的数据指纹，用于标识数据。这些数字指纹可以实现数据集之间的快速查找和比较。总体而言，加密哈希函数极大地增强了在许多网络安全应用中对数据完整性和真实性的信任。哈希校验的常见用途以下是哈希校验的几种常见用途：软件下载 - 供应商为软件安装程序和 ISO 镜像文件提供哈希值。用户可以通过检查生成的哈希值是否匹配来验证这些文件的完整性。文件完整性检查 - 为了检查意外损坏，可以定期生成重要文件的哈希值。这些哈希值起到数字封印的作用，用于检测任何更改。数据传输 - 哈希值用于验证数据在网络上成功的端到端传输。TCP 和其他协议依赖于校验和以确保无错误的传递。密码存储 - 存储密码哈希而不是明文可以提高安全性。登录系统可以通过对输入进行哈希处理并与存储的哈希比较来验证密码。区块链 - 哈希值对于链接比特币和以太坊等区块链网络中的交易块至关重要。哈希值将区块连接成一个不可变的链。版本控制系统 - Git 等版本控制系统使用提交哈希来唯一标识代码的版本。哈希值可以实现高效的查找和可靠的版本跟踪。不同类型的哈希函数有许多哈希算法，每个算法都有它们自己的密码学优势和弱点。一些常见的哈希函数包括：MD5 - 产生一个 128 位的哈希值。它非常快速，但存在已知的安全漏洞。由于存在弱点，使用情况有所下降。MD5哈希生成器使用我们用户友好的在线工具为您的敏感数据生成安全的MD5哈希值。立即尝试SHA-1 - 生成一个 160 位的哈希值。SHA-1 正在逐步被 SHA-2 和 SHA-3 变种取代，因为存在碰撞问题。SHA1哈希生成器使用我们用户友好的在线工具为您的敏感数据生成安全的SHA1哈希值。立即尝试SHA-2 - 当前标准的 SHA-2 哈希函数如 SHA-256、SHA-512 被广泛使用。它们分别输出 256 位和 512 位的哈希值。SHA 256 哈希值我们的在线工具为您的敏感数据生成安全的 SHA 256 哈希值。使用我们的用户友好型工具保护您的数据并确保其安全。立即尝试SHA-3 - 最新的 SHA-3 算法提供了最安全的哈希值。SHA-3 哈希值的设计旨在抵御量子计算等攻击。SHA3-256哈希生成器使用我们用户友好的在线工具为您的敏感数据生成安全的SHA3-256哈希值。立即尝试Blake2 - 作为 MD5 和 SHA-1 的快速安全替代方案，输出 512 位的摘要。在分布式账本和文件存储应用中使用。更强的哈希算法提供更高的安全性，但需要更多的计算资源。选择取决于特定的用例和所需的性能与安全性的平衡。了解更多请点击这里哈希检查的限制虽然非常有用，但哈希函数也有一些限制：哈希碰撞 - 两个不同的输入产生相同的哈希输出的概率很小。虽然不太可能，但碰撞会削弱哈希的可靠性。不可逆性 - 哈希不能被“逆转”以找到原始输入。这提供了安全性，但如果只存储哈希，则无法从数据丢失中恢复。专门的攻击 - 存在一些高级的密码攻击，试图找到具有相同哈希的输入或引入碰撞。一些旧算法已经被发现存在这样的问题。不适用于加密 - 哈希函数不应用于加密。它们不适合加密消息或敏感数据。专用的加密算法如 AES 更加安全。通过适当的设计以避免碰撞，并经常对关键数据进行重新哈希，可以将这些风险最小化。没有完美的哈希算法，但密码学研究的定期进展会产生更强大的哈希函数。使用哈希校验的最佳实践为了有效地利用哈希校验和校验和，应遵循以下最佳实践：使用安全和推荐的哈希算法，如SHA-256。避免使用过时的算法，如SHA-1。从可信的来源（如供应商）生成哈希值，用于验证软件和文件。将原始哈希值存储在安全的位置，而不仅仅是文件系统上。定期重新计算哈希值以检查篡改。与备份一起使用哈希值。使用精确的字节比较来比较哈希值，而不仅仅是目视比较。在可能的情况下，通过脚本或集成自动验证哈希值。在数据传输时，在两端进行哈希计算以确保正确传输。在哈希密码时使用盐和多次迭代以增加强度。采用这些实践可确保基于哈希的完整性校验的可靠性和有效性。不要仅仅依赖哈希值而没有其他保证。结论哈希函数是确认数据完整性和真实性的不可或缺的工具。哈希校验利用哈希算法生成数据的数字指纹，以检测任何变化。哈希提供了对密码、软件、区块链和数据传输等领域的安全计算的重要保护。然而，所有哈希函数都具有一定的弱点和局限性。了解不同类型的哈希函数并使用适当的实践对于获得哈希的好处并最大限度地减少风险非常重要。随着哈希算法的不断发展，校验和将继续成为保护数字时代系统和数据的基本工具。Please enable JavaScript to view the comments powered by

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哈希算法：原理与代码实现

字符串哈希函数：将字符串转换为数字，常用的字符串哈希函数有MD5、SHA-1等。这些函数可以将任意长度的字符串转换为固定长度的数字，并且不同的字符串几乎不会产生相同的哈希值。数值哈希函数：将数值数据映射为固定长度的数字，常用的数值哈希函数有FNV1a、Jenkins等。这些函数可以将任意大小的整数或浮点数转换为固定长度的数字，并且不同的数值几乎不会产生相同的哈希值。下面是一个简单的Python实现示例，使用MD5哈希函数计算字符串的哈希值：import hashlibdef md5_hash(input_string):md5 = hashlib.md5()md5.update(input_string.encode('utf-8'))return md5.hexdigest()

这个函数接受一个字符串参数，使用Python内置的hashlib库中的MD5算法计算该字符串的哈希值，并返回十六进制表示的哈希值。在实际应用中，可以根据需要选择不同的哈希函数和实现方式。除了字符串和数值数据，哈希算法还可以应用于其他类型的数据，如二进制数据、图片等。对于这些类型的数据，需要先将它们转换为可计算的形式，然后使用相应的哈希函数进行计算。总结起来，哈希算法是一种将任意长度数据映射为固定长度散列值的算法，具有快速性和唯一性等优点。常见的哈希函数实现方式包括字符串哈希函数和数值哈希函数等。在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的哈希函数和实现方式。通过使用哈希算法，可以快速地处理和验证大量数据，提高数据处理效率和准确性。

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HASH是什么？“哈希值校验”又是怎么回事儿？ - 知乎

HASH是什么？“哈希值校验”又是怎么回事儿？ - 知乎首发于律政行知切换模式写文章登录/注册HASH是什么？“哈希值校验”又是怎么回事儿？律政行知本文首发于微信公众号“律政行知”，作者已声明原创。链接地址：HASH是什么？“哈希值校验”又是怎么回事儿？2018年9月7日《最高人民法院关于互联网法院审理案件若干问题的规定》（以下简称为“互联网法院审理案件规定”）开始实施。其中第11条第2款规定：“当事人提交的电子数据，通过电子签名、可信时间戳、哈希值校验、区块链等证据收集、固定和防篡改的技术手段或者通过电子取证存证平台认证，能够证明其真实性的，互联网法院应当确认”。在“前言”一文中，笔者提到了杭州互联网法院做出的被称为“首次对采用区块链技术存证的电子数据的法律效力予以确认”的判决书（以下简称为“杭州华泰诉深圳道同侵害作品信息网络传播权纠纷案”）。该规定实施之后，杭州互联网法院对于当事人提交的通过有资质的第三方平台进行有效取证的证据一般不再进行司法鉴定，北京/广州互联网法院也一样。有兴趣的话，可以登录“中国裁判文书网”，对比该规定发布前后杭州互联网法院审理类似案件的区别。在该条款中无论“电子签名、可信时间戳、哈希值校验、区块链等证据收集、固定和防篡改的技术手段”还是“通过电子取证存证平台认证”都离不开一种广义的加密算法（或者说一类算法）——Hash算法。Hash算法 Hash算法，又称为摘要算法、散列算法、杂凑算法、哈希算法。其主要特点如下：输出长度固定——可以把任意长度的原始数据计算输出为固定长度的Hash值；结果不随机——同样的原始数据，使用同样的算法无论计算多少次，输出的Hash值都是一致的；输入变动敏感——输入的原始数据哪怕出现一丁点儿变动，输出的Hash值均会出现巨大的变化；单向不可逆——无法通过一个特定的Hash值反向推导出原始数据。另外，一个优秀的Hash算法还应当具有一个特点：很难找到两个对应同一Hash值的不同输入，即：碰撞避免。正是基于上述特点，Hash值被形象地称为“数字指纹”。常见的Hash算法有MD5、SHA-1、SHA-256、SHA-512等。2012年3月《国家密码管理局关于发布<祖冲之序列密码算法>等6项密码行业标准公告》中的《SM3密码杂凑算法》也属于Hash算法。SHA-256算法是目前我们在法律工作中进行哈希值校验时采用的重要算法①，也是比特币区块链的核心算法，笔者在以下的文章中以此为例进行说明。 SHA-256 SHA-256是由美国国家安全局（NSA）设计并由美国国家标准与技术研究院（NIST）在2001年发布的一种将任意长度的输入转化为一个256位的二进制数输出的Hash算法。（我们常见的SHA-256 Hash值，比如：0b50acb70cfd052c44a5a2924ab6113a9283d18c40bc3fd102d33d6f492e4988，是将二进制数转换为十六进制数的结果）。以下，笔者用实例对SHA-256的特点进行介绍：前置说明 Hash工具的选择 笔者原本希望使用“杭州华泰诉深圳道同侵害作品信息网络传播权纠纷案”判决书中所使用的Hash工具，但该判决书中仅写明通过百度搜索到的“ATOOL在线工具”，并未写明具体网址。经过查找，笔者猜测其使用的是https://atool.vip/filehash。谨慎起见，笔者在win10自带的Microsoft Store上下载了Hash Checker对前述网址得出的Hash值进行核验。具体方法 PDF、图片、视频文件直接在“ATOOL在线工具”和Hash Checker的操作界面进行选定、计算，如涉及到重复Hash或对文本的Hash，直接粘贴于txt文本文档，然后再通过“ATOOL在线工具”和Hash Checker 对txt文档进行计算。一、输出长度固定 & 单向不可逆1. 人民日报电子版2021年1月1日第1版的Hash值（SHA-256）为：b29a6cd5e65f0b568f4a57f710c90dc3979f953c0e7525b0164297e0ae54019b（格式：PDF；大小：1.76 MB；来源：人民网；网址：http://paper.people.com.cn/rmrb/html/2021-01/01/nbs.D110000renmrb_01.htm）2. 记录片《科学星图》介绍视频的Hash值（SHA-256）为：65bddba8e3997a772caeff7db81e24e0ac8bf8f790e13951b0ce967862203ff4（格式：mp4；大小：17.6 MB；来源：人民网；网址：http://v.people.cn/GB/28140/433969/index.html 在视频播放界面右键另存为）3. 《你好，李焕英》电影海报的Hash值（SHA-256）为：b6f82037e4f63e02c778dcc16fc0b80e8ca06aa0b942ab9c265365253e2c964a（格式：jpg；大小：2.62 MB；来源：豆瓣；网址：https://img1.doubanio.com/view/photo/raw/public/p2629056068.jpg）4. 阿拉伯数字“1”的Hash值（SHA-256）为：6b86b273ff34fce19d6b804eff5a3f5747ada4eaa22f1d49c01e52ddb7875b4b（文件格式txt；大小：1字节）从上述实例可以看出，无论输入的是什么，输出的Hash值都是一个固定长度的字符串。而“单向性”就更容易理解，给你一串16进制的字符，你没可能反向推出《科学星图》的介绍视频（当然，“1”这类简单的输入除外，这个很容易通过枚举法找到原始输入）。二、输入变动敏感笔者对上述几个文档进行了简单修改，具体如下：1. 人民日报2021年1月1日第1版，在《艰难方显勇毅，磨砺始得玉成》文末增加一个句号（具体位置见下图），新的Hash值为：59f12996bb276dbd4b9a582832eaf11c6ed17b961f1303bfd86dd51a4ce3639a2. 《科学星图》介绍视频，剪切掉最后1秒左右的时长，新的Hash值为：495f593f79df3b77c177e385b7a20fba2ef543a68fe801a7cf9bfe259676f82c3. 《你好，李焕英》海报，图片尺寸从3000×4292像素，调整为2999×4292像素，新的Hash值为：3a328b090c73469918433179cccee3168e975ab2a0489f3eb03d9703352f439c4. 在txt文档中，阿拉伯数字“1”后增加一个空格，新的Hash值为：0fc5165686190ca845407c03ad4572e801265487ce3d352487f32016af34ed05修改前后Hash值对比结果如下：文 件原文件修改后的文件人民日报电子版2021年1月1日第1版b29a6cd5e65f0b568f4a57f710c90dc3979f953c0e7525b0164297e0ae54019b59f12996bb276dbd4b9a582832eaf11c6ed17b961f1303bfd86dd51a4ce3639a《科学星图》介绍视频65bddba8e3997a772caeff7db81e24e0ac8bf8f790e13951b0ce967862203ff4495f593f79df3b77c177e385b7a20fba2ef543a68fe801a7cf9bfe259676f82c《你好，李焕英》海报b6f82037e4f63e02c778dcc16fc0b80e8ca06aa0b942ab9c265365253e2c964a3a328b090c73469918433179cccee3168e975ab2a0489f3eb03d9703352f439c阿拉伯数字“1”6b86b273ff34fce19d6b804eff5a3f5747ada4eaa22f1d49c01e52ddb7875b4b0fc5165686190ca845407c03ad4572e801265487ce3d352487f32016af34ed05对比可见，Hash值的变化情况。三、碰撞避免不同的原始数据，是有可能产生同一个Hash值的（即Hash碰撞）。以SHA-256为例，其Hash值为256位的二进制数（0和1），因此0和1的组合存在2^256种。理论上使用枚举法以二进制数作为输入值，最多尝试2^256 + 1次必然出现一次同样的Hash值。但是，请原谅我不能在这里给出上文4例证的任一Hash碰撞，因为2^256这个数字即使是对比特币全网算力来说，也是个超天文级别的数字。有多超天文级？下边给出两个直观的说法：故事《棋盘上的麦粒》中最后一格的麦粒为2^63粒；根据百度百科，小麦千粒重为23~58克②，我们按照30克/千粒计算，约为2,767.0116亿吨。以联合国粮食及农业组织最新预计2020年小麦全球产量7.665亿吨来算③，2^63粒小麦约为全球361.4646年的产量。而这个产量再乘以2^193倍，就是SHA-256的可能性了。据Tokenview数据显示，截止2021年2月28日上午10:01，比特币全网算力为163.89 EH/s④（1EH/s=每秒计算10^18次哈希）。根据这一算力，2^256次哈希计算需要多于2.24037×10^37万亿年（为了便于显示，前边小数点后四舍五入了一些数字，但“舍”的有点头晕，因为“舍”掉的数字也是已知宇宙年龄的天文数字倍，有兴趣的可以自己算算）。一句题外话，基于上述数据，从网传的量子计算机与超级计算机的算力对比来看（破解某难题耗时，200秒：6亿年），使用量子计算机以枚举法破解SHA-256应该也是不现实的。不过，网传量子计算机会颠覆比特币，也许是因为相信它能够找到类似SHA-1的攻击方法（目前，针对SHA-256的有效攻击尚未出现）。目前，针对SHA-256的有效攻击方法尚未出现（ * 这一说法，没有来源。如果方法出现，将会是惊动世界的大事件，各位会知道的），因此如需寻找SHA-256的Hash碰撞只能以枚举法随机测试。比特币挖矿即是使用的枚举法，具体情况以后再说。四、结果不随机关于SHA-256的这一特点，从逻辑上讲，笔者使用两个Hash工具针对上述同样的输入得出同一Hash值，不具有说服力。有兴趣的可以自己做一些测试，如果能推翻SHA-256的这一特点（和/或上述任一特点），被评为院士那是实至名归，热搜也定然是一片赞扬。 哈希值校验 《互联网法院审理案件规定》中第11条所谓“哈希值校验”，亦即根据Hash算法的上述特性，通过对比Hash值来确认当事人提交的证据是否存在篡改的情况。根据《互联网法院审理案件规定》第11条第2款，在举证、质证时只需要通过可靠的Hash工具对一方提交的证据进行Hash运算，将所得Hash值与存入司法区块链平台的（或以其他可靠、可查证的方式存储的）Hash值进行比对、校验（即哈希值校验），即可确认证据是否与原件一致。2019年修正，2020年5月1日起施行的《最高人民法院关于民事诉讼证据的若干规定》（以下简称为”最高院证据规定“）中并未提及“哈希值校验”，但笔者认为这一技术手段并非不能适用于互联网法院之外的其他法院的案件审理过程。依照《最高院证据规定》第15条、第93条、第94条，使用正确的方式进行存证、举证、质证，仍然是可行的。最不济的情况下，在可供进行有效“哈希值校验”的条件下，司法鉴定的过程是便捷的，结果是可预见的。笔者认为：“哈希值校验”是在线进行有效举证、质证、认证的关键技术。诉讼法、最高院证据规定等法律法规司法解释，在不久的将来会进一步进行修改，这是可以预见的。最后，再说三点：文件名、文件存储位置、最后访问时间、文件扩展名的变化不会导致文件Hash值变化。基于保密的原因，通过司法区块链平台进行存证时，平台一般只保留Hash值，当事人不必担心平台或任何第三人可以反向推导出原文。当事人在保管原始电子文档时，不用担心对原始文件重命名、变更存储位置、进行访问、甚至变更扩展名会导致Hash值产生变化（ * 如果保存的是极易修改的电子文档，如未加密的word，一个空格、一个标点、一个回车键都不能动）。至于其具体原理，应该是因为文件名、存储位置、最后访问时间属于“元数据”，对元数据的修改不会导致文件原始数据发生变化。当然，开发一种Hash工具，在Hash运算时提取并同时计算指定元数据，这并非难事。这种情况下改变文件名/存储位置等，hash值肯定是会发生变化的，保密要求比较高的行业也许有这种需要。SHA-1、MD5已被证明不安全。SHA-256属于SHA家族中的一员。SHA家族还包括SHA-1、SHA-224、SHA-256、SHA-384，和SHA-512，后四个又共同称为SHA-2。其中SHA-1已经被证明安全性存在严重问题。2017年2月23日谷歌和Cryptology Group at Centrum Wiskunde & Informatica(CWI)公开了两个具有同一SHA-1哈希值的PDF文档⑤，代表着SHA-1被正式破解。2017年4月3日，国家密码管理局发出《关于使用SHA-1密码算法的风险提示》⑥，对相应风险进行了提示 。2009年中科院的谢涛和冯登国在国际密码研究协会（IACR）发文宣布破解了MD5，该攻击在普通计算机上实施只需要数秒钟⑦。由此，如果有人拿出SHA-1、MD5的Hash值来说事儿，可以有理有据地反驳了。话说回来，可以有理有据的反驳并不意味着反驳一定会成立，还要考虑是否有其他加密算法辅助、攻击的经济性等因素。写到这里，笔者默默地查看了一下手边某商业银行U盾的证书……SHA-1。好吧，该账户不具有攻击价值…… 国标SM3。我国国家密码管理局发布的SM3，也是一种Hash算法，是我们国家的行业标准，据说其安全性及效率与SHA-256相当。虽然，截至发文日笔者在“中国裁判文书网”以“SM3”为关键词没有搜索到任何结果，但这一算法或许很快会在以后的法律工作中成为Hash值校验（哈希值校验）的主要算法。（笔者没有找到SM3算法的Hash工具，谁有来源可靠的，麻烦共享一下。） ①杭州华泰诉深圳道同侵害作品信息网络传播权纠纷案判决书中采用的哈希算法为SHA-256算法；该判决书所提及的“保全网”官网提供了在线Hash计算工具（https://www.baoquan.com/other/query/hash 2021/3/3 18：40访问），通过计算结果比对，保全网采用的Hash算法亦为SHA-256算法。在各互联网法院的司法区块链网站，笔者未找到相应算法的说明。在“中国法律裁判文书网”，笔者以“SHA256”为关键词搜索到24篇文书；以“哈希值”为关键词搜索到2150 篇文书，但大多未写明具体算法。现行有效的《中华人民共和国国家标准电子物证文件一致性检验规程（GB/T29361-2012）》，亦未注明具体的Hash算法。② https://baike.baidu.com/item/%E5%8D%83%E7%B2%92%E9%87%8D/5852614?fr=aladdin 2021年2月28日11:33访问。③ http://www.cnafun.moa.gov.cn/news/gjxw/202102/t20210208_6361413.html 2021年2月28日11:37访问。④ https://tokenview.com/cn/report 2021年2月28日12:39访问。⑤ https://shattered.io 2021年3月4日 12:30访问。⑥ https://sca.gov.cn/sca/xwdt/2017-04/03/content_1002918.shtml 2021年2月28日21:56访问⑦ How To Find Weak Input Differences For MD5 Collision Attacks https://eprint.iacr.org/2009/223.pdf微信公众号：律政行知微信号｜Lvzhengxingzhi新浪微博｜律政行知编辑于 2021-03-08 13:02区块链技术互联网法院哈希函数​赞同 25​​4 条评论​分享​喜欢​收藏​申请转载​文章被以下专栏收录律政行知律师，执业于上海，关注科技发展对于法律工作

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在线SHA文件哈希校验和计算工具

更新时间: 2024-02-24 21:56

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哈希

、 加解密

在线SHA文件哈希校验和计算工具的操作指引：

点击下方区域浏览选择要进行SHA校验的文件或者拖动文件到下方区域，选择SHA算法，点击“SHA运算”按钮，即可得到该文件的校验和哈希值。本工具安全散列运算支持SHA1/SHA256/SHA512等等SHA家族算法。这里文件SHA在线工具的一大优势就是支持2G以内超大文件计算，输出结果支持16进制及Base64两种格式，通常您选择Hex即16进制即可。

请选择要进行SHA哈希计算的文件

拖到你的文件到这里 或者点击这里选择文件 …

算法

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SHA-1

SHA-224

SHA-256

SHA-384

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SHA3-256

SHA3-384

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Base64

SHA运算

复制结果

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关于在线文件SHA工具：

在线SHA文件哈希校验和计算工具是基于SHA（Secure Hash Algorithm）对文件进行安全散列计算的工具，通常用于验证文件的完整性来确保所下载的文件与原始文件完全一致。本工具支持算法包括：SHA1，SHA2(SHA-224、SHA-256、SHA-384、SHA-512、SHA-512/224、SHA-512/256)，SHA3(SHA3-224、SHA3-256、SHA3-384、SHA3-512)。本工具支持超大文件的SHA哈希计算，计算结果哈希值默认支持16进制格式输出，也支持选择Base64格式输出。

通常的，在下载页面上，您可能会看到 SHA-256 和 SHA-512 字样。这些是用来表示文件的校验和算法。

文件的校验和是通过计算文件的哈希值来创建的唯一数字指纹。在下载页面上，您可能会找到相应文件的 SHA-256 或 SHA-512 哈希值。这些哈希值可以用来验证您下载的文件是否完整且未被篡改。

通过本在线文件SHA工具，您可以计算下载文件的哈希值，并将其与下载页面提供的 SHA-256 或 SHA-512 哈希值进行比较。如果两个哈希值匹配，那么说明您已成功地下载了完整且未被修改的文件。这意味着文件在传输过程中没有发生任何意外的更改或损坏。

SHA-256 和 SHA-512 算法被广泛应用于软件下载、操作系统镜像文件、加密密钥、数字证书等领域。它们提供了一种安全的方法，用于验证文件的完整性，并确保所下载的文件与原始文件完全一致。

通过在下载页面上提供 SHA-256 或 SHA-512 哈希值，您可以使用这些值来验证文件的完整性，避免下载损坏或被篡改的文件。这是一种简单而可靠的方式，帮助您确保所下载的文件是可信的。

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哈希算法与MD5、SHA - 知乎

哈希算法与MD5、SHA - 知乎切换模式写文章登录/注册哈希算法与MD5、SHA花生[寓]学于趣哈希算法哈希算法(Hash Algorithm)又称散列算法、散列函数、哈希函数，是一种从任何一种数据中创建小的数字“指纹”的方法。哈希算法将数据重新打乱混合，重新创建一个哈希值。哈希算法通常有以下几个特点：正像快速：原始数据可以快速计算出哈希值逆向困难：通过哈希值基本不可能推导出原始数据输入敏感：原始数据只要有一点变动，得到的哈希值差别很大冲突避免：很难找到不同的原始数据得到相同的哈希值哈希算法主要用来保障数据真实性(即完整性)，即发信人将原始消息和哈希值一起发送，收信人通过相同的哈希函数来校验原始数据是否真实。注：以上不能保证数据被恶意篡改，原始数据和哈希值都可能被恶意篡改，要保证不被篡改，可以使用RSA公钥私钥方案，再配合哈希值。哈希算法主要用来防止计算机传输过程中的错误，早期计算机通过前7位数据第8位奇偶校验码来保障（12.5%的浪费效率低），对于一段数据或文件，通过哈希算法生成128bit或者256bit的哈希值，如果校验有问题要求重传。哈希算法主要有MD4、MD5、SHA。MD4 1990年 输出128位 （已经不安全）MD5 1991年 输出128位 （已经不安全）SHA-0 1993年 输出160位 （发布之后很快就被NSA撤回，是SHA-1的前身）SHA-1 1995年 输出160位 （已经不安全）SHA-2包括SHA-224、SHA-256、SHA-384，和 SHA-512，分别输出224、256、384、512位。 (目前安全)冲突避免：2的128次方为340282366920938463463374607431768211456，也就是10的39次方级别2的160次方为1.4615016373309029182036848327163e+48，也就是10的48次方级别2的256次方为1.1579208923731619542357098500869 × 10的77次方，也就是10的77次方宇宙中原子数大约在10的60次方到80次方之间，所以2的256次方有足够的空间容纳所有的可能，算法好的情况下冲突碰撞的概率很低。MD51、数据填充对消息进行数据填充，使消息的长度对512取模得448，设消息长度为X，即满足X mod 512=448。根据此公式得出需要填充的数据长度。填充方法：在消息后面进行填充，填充第一位为1，其余为0。2、添加消息长度在第一步结果之后再填充上原消息的长度，可用来进行的存储长度为64位。如果消息长度大于264，则只使用其低64位的值，即（消息长度 对 264取模）。在此步骤进行完毕后，最终消息长度就是512的整数倍。3、数据处理准备需要用到的数据：4个常数： A = 0x67452301, B = 0x0EFCDAB89, C = 0x98BADCFE, D = 0x10325476; 4个函数：F(X,Y,Z)=(X & Y) | ((~X) & Z); G(X,Y,Z)=(X & Z) | (Y & (~Z)); H(X,Y,Z)=X ^ Y ^ Z; I(X,Y,Z)=Y ^ (X | (~Z)); 把消息分以512位为一分组进行处理，每一个分组进行4轮变换，以上面所说4个常数为起始变量进行计算，重新输出4个变量，以这4个变量再进行下一分组的运算，如果已经是最后一个分组，则这4个变量为最后的结果，即MD5值。代码实现：MD5算法C代码实现SHA-12017年2月23日，CWI Amsterdam与Google宣布了一个成功的SHA-1碰撞攻击[12][13]，发布了两份内容不同但SHA-1散列值相同的PDF文件作为概念证明。将512位的明文分组划分为16个子明文分组，每个子明文分组为32位。申请5个32位的链接变量，记为A、B、C、D、E。16份子明文分组扩展为80份。80份子明文分组进行4轮运算。链接变量与初始链接变量进行求和运算。链接变量作为下一个明文分组的输入重复进行以上操作。最后，5个链接变量里面的数据就是SHA1摘要。SHA1的分组过程对于任意长度的明文，SHA1的明文分组过程与MD5相类似，首先需要对明文添加位数，使明文总长度为448（mod512）位。在明文后添加位的方法是第一个添加位是l，其余都是0。然后将真正明文的长度（没有添加位以前的明文长度）以64位表示，附加于前面已添加过位的明文后，此时的明文长度正好是512位的倍数。与MD5不同的是SHA1的原始报文长度不能超过2的64次方，另外SHA1的明文长度从低位开始填充。经过添加位数处理的明文，其长度正好为512位的整数倍，然后按512位的长度进行分组（block），可以划分成L份明文分组，我们用Y0，Y1，……YL-1表示这些明文分组。对于每一个明文分组，都要重复反复的处理，这些与MD5是相同的。对于512位的明文分组，SHA1将其再分成16份子明文分组（sub-block），每份子明文分组为32位，我们使用M[k]（k= 0, 1,……15）来表示这16份子明文分组。之后还要将这16份子明文分组扩充到80份子明文分组，我们记为W[k]（k= 0, 1,……79），扩充的方法如下。W t = M t , 当0≤t≤15W t = ( W t-3 ⊕ W t-8⊕ W t-14⊕ W t-16 ) «< 1, 当16≤t≤79SHA1有4轮运算，每一轮包括20个步骤（一共80步），最后产生160位摘要，这160位摘要存放在5个32位的链接变量中，分别标记为A、B、C、D、E。这5个链接变量的初始值以16进制位表示如下。A=0x67452301B=0xEFCDAB89C=0x98BADCFED=0x10325476E=0xC3D2E1F0SHA1的4轮运算SHA1有4轮运算，每一轮包括20个步骤，一共80步，当第1轮运算中的第1步骤开始处理时，A、B、C、D、E五个链接变量中的值先赋值到另外5个记录单元A′，B′，C′，D′，E′中。这5个值将保留，用于在第4轮的最后一个步骤完成之后与链接变量A，B，C，D，E进行求和操作。SHA1的4轮运算，共80个步骤使用同一个操作程序，如下：A,B,C,D,E←[(A«<5)+ ft(B,C,D)+E+Wt+Kt],A,(B«<30),C,D其中 ft(B,C,D)为逻辑函数，Wt为子明文分组W[t]，Kt为固定常数。这个操作程序的意义为：● 将[(A«<5)+ ft(B,C,D)+E+Wt+Kt]的结果赋值给链接变量A；● 将链接变量A初始值赋值给链接变量B；● 将链接变量B初始值循环左移30位赋值给链接变量C；● 将链接变量C初始值赋值给链接变量D；● 将链接变量D初始值赋值给链接变量E。代码实现：SHA-1算法C代码实现SHA-256SHA-256 算法输入报文的最大长度不超过2^64 bit，输入按512-bit 分组进行处理，产生的输出是一个256-bit 的报文摘要。附加填充比特。对报文进行填充使报文长度与448 模512 同余（长度=448 mod 512），填充的比特数范围是1 到512，填充比特串的最高位为1，其余位为0。就是先在报文后面加一个 1，再加很多个0，直到长度 满足 mod 512=448.为什么是448，因为448+64=512. 第二步会加上一个 64bit的 原始报文的 长度信息。附加长度值。将用64-bit 表示的初始报文（填充前）的位长度附加在步骤1 的结果后（低位字节优先）。初始化缓存。使用一个256-bit 的缓存来存放该散列函数的中间及最终结果。该缓存表示为A=0x6A09E667 , B=0xBB67AE85 , C=0x3C6EF372 , D=0xA54FF53A, E=0x510E527F , F=0x9B05688C , G=0x1F83D9AB , H=0x5BE0CD19 。处理512-bit（16 个字）报文分组序列。该算法使用了六种基本逻辑函数，由64 步迭代运算组成。每步都以256-bit 缓存值ABCDEFGH 为输入，然后更新缓存内容。 每步使用一个32-bit 常数值Kt 和一个32-bit Wt。所有的512-bit分组处理完毕后，对于SHA-256算法最后一个分组产生的输出便是256-bit的报文摘要。代码实现：SHA-256算法C代码实现参考简书：Hash算法总结维基百科：哈希函数散列函数维基百科：MD5算法百度百科：MD5CNBlogs: SHA1算法原理CSDN：SHA-256算法实现发布于 2018-05-22 18:11加密算法加密密码学​赞同 92​​1 条评论​分享​喜欢​收藏​申请

使用哈希代码确保数据完整性 - .NET | Microsoft Learn

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使用哈希代码确保数据完整性

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05/10/2023

15 个参与者

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本文内容

哈希值是用于唯一标识数据的固定长度的数字值。 哈希值以小得多的数字值表示大量数据，因此与数字签名配合使用。 对哈希值进行签名比对较大的值进行签名更为高效。 对于验证通过不安全通道发送的数据的完整性，哈希值也很有用。 当被发送出去确定数据是否已更改时，将接收数据的哈希值与数据的哈希值相比较。

本主题介绍如何通过使用 System.Security.Cryptography 命名空间中的类生成和验证哈希代码。

生成哈希

哈希类可以对字节数组或流对象进行哈希处理。 以下示例使用 SHA-256 哈希算法为字符串创建哈希值。 该示例使用 Encoding.UTF8 将字符串转换为通过使用 SHA256 类进行哈希处理的字节数组。 然后向控制台显示哈希值。

using System;

using System.IO;

using System.Security.Cryptography;

using System.Text;

string messageString = "This is the original message!";

//Convert the string into an array of bytes.

byte[] messageBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(messageString);

//Create the hash value from the array of bytes.

byte[] hashValue = SHA256.HashData(messageBytes);

//Display the hash value to the console.

Console.WriteLine(Convert.ToHexString(hashValue));

Imports System.Security.Cryptography

Imports System.Text

Module Program

Sub Main()

Dim messageString As String = "This is the original message!"

'Convert the string into an array of bytes.

Dim messageBytes As Byte() = Encoding.UTF8.GetBytes(messageString)

'Create the hash value from the array of bytes.

Dim hashValue As Byte() = SHA256.HashData(messageBytes)

'Display the hash value to the console.

Console.WriteLine(Convert.ToHexString(hashValue))

End Sub

End Module

此代码将向控制台显示以下字符串：

67A1790DCA55B8803AD024EE28F616A284DF5DD7B8BA5F68B4B252A5E925AF79

验证哈希

可将数据与哈希值进行比较，以确定其完整性。 通常，在某个特定时间对数据进行哈希运算，并以某种方式保护哈希值。 稍后，可以再次对数据进行哈希运算，并与受保护的值进行比较。 如果哈希值匹配，则数据未更改。 如果值不匹配，则数据已损坏。 要使此系统发挥作用，必须对受保护的哈希加密或对所有的不受信任方保密。

以下示例将字符串旧的哈希值与新的哈希值进行比较。

using System;

using System.Linq;

using System.Security.Cryptography;

using System.Text;

//This hash value is produced from "This is the original message!"

//using SHA256.

byte[] sentHashValue = Convert.FromHexString("67A1790DCA55B8803AD024EE28F616A284DF5DD7B8BA5F68B4B252A5E925AF79");

//This is the string that corresponds to the previous hash value.

string messageString = "This is the original message!";

//Convert the string into an array of bytes.

byte[] messageBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(messageString);

//Create the hash value from the array of bytes.

byte[] compareHashValue = SHA256.HashData(messageBytes);

//Compare the values of the two byte arrays.

bool same = sentHashValue.SequenceEqual(compareHashValue);

//Display whether or not the hash values are the same.

if (same)

{

Console.WriteLine("The hash codes match.");

}

else

{

Console.WriteLine("The hash codes do not match.");

}

Imports System.Linq

Imports System.Security.Cryptography

Imports System.Text

Module Module1

Sub Main()

'This hash value is produced from "This is the original message!"

'using SHA256.

Dim sentHashValue As Byte() = Convert.FromHexString("67A1790DCA55B8803AD024EE28F616A284DF5DD7B8BA5F68B4B252A5E925AF79")

'This is the string that corresponds to the previous hash value.

Dim messageString As String = "This is the original message!"

'Convert the string into an array of bytes.

Dim messageBytes As Byte() = Encoding.UTF8.GetBytes(messageString)

'Create the hash value from the array of bytes.

Dim compareHashValue As Byte() = SHA256.HashData(messageBytes)

'Compare the values of the two byte arrays.

Dim same As Boolean = sentHashValue.SequenceEqual(compareHashValue)

'Display whether or not the hash values are the same.

If same Then

Console.WriteLine("The hash codes match.")

Else

Console.WriteLine("The hash codes do not match.")

End If

End Sub

End Module

另请参阅

加密模型

加密服务

跨平台加密

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哈希校验及监测 | 从零到壹 | 从入门到入坑

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小龙

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哈希校验及监测

哈希校验及监测

2021-12-24

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哈希校验总结MacOS平台Linux平台Windows平台BLAKE3校验通用排除选项校验结果邮件通知

哈希校验及监测

2021-12-24

哈希校验总结本篇为数据管理第二步： 文件筛选整理 -> 生成哈希文件 -> 生成冗余数据 -> 定时同步多处备份

常用客户端如下：quickhash 推荐。跨平台图形界面，开源免费。功能强大，批量生成。包含的哈希校验类型齐全，也支持2020年出的BLAKE3。hashdeep 跨平台命令行，开源免费。可以递归产生并计算校验哈希值是否正确。该程序在以“hashdeep”和“md5deep”名称运行时具有不同的选项和功能。在同一个目录下生成一个校验文件（ . SFV 文件），该校验文件包含该目录下的所有文件 md5 信息。HashCheck 开源免费 Windows 有中文，批量校验，集成扩展菜单。Windows 及 macOS 下 GUI 单个文件可以用：fhash 开源免费。免费不开源，备用：（HashTab 、HashTools：Windows 下批量 ）

可以使用 BLAKE3 代替其它哈希码（md5,sha1,sha256,sha3等），因为BLAKE3的校验速度比其它的哈希校验快太多（大约快 10 倍到 20 倍），且安全性不输sha3甚至更安全。

MacOS平台MacOS 自带批量生成sha256命令

# 生成哈希文件，Maxdepth 为最大目录层数

find . -maxdepth 6 ! -path "*/.hide_par2dir/*" -type f ! -name "._*" -type f ! -name "sha256.sum" -type f ! -name ".DS_Store" -type f -print | xargs -I {} shasum -a 256 {} > sha256.sum

# 检查文件哈希（简单方法）。进入该目录执行：

shasum -c sha256.sum

# 检查文件，如果文件有错则输出该文件名。先cd 到该目录：

var_fail=$(shasum -c sha256.sum 2> /dev/null | grep "FAILED" | cut -d : -f 1 ) && $(if [ -n "${var_fail}" ]; then echo ${var_fail} > sum_fail.txt; fi)

Linux平台Linux 自带批量生成sha256命令，跟macOS的名称不同。Linux是sha256sum、sha512sum之类，macOS要加-a参数指定多少位，例如 -a 512 。

# 生成哈希文件，Maxdepth 为最大目录层数

find . -maxdepth 6 ! -path "*/.hide_par2dir/*" -type f ! -name "._*" -type f ! -name "sha256.sum" -type f -exec sha256sum {} \; > sha256.sum

# Linux版相比macOS使用了-exec 代替 xargs，代码可互换，效果一样，留作对照参考代码。

# 检查文件哈希（简单方法）。进入该目录执行：

sha256sum -c sha256.sum

# 检查文件，如果文件有错则输出该文件名。先cd 到该目录：

var_fail=$(sha256sum -c sha256.sum 2> /dev/null | grep "FAILED" | cut -d : -f 1 ) && $(if [ -n "${var_fail}" ]; then echo ${var_fail} > sum_fail.txt; fi)

Windows平台Windows 下直接用开源的 HashCheck ，quickhash或 hashdeep 来生成或校验。如果有 macOS 隐藏文件，在Windows的cmd输入以下命令删除

# /AH 代表隐藏文件

del /AH ._*

Windows 下装 Git Bash 或 Cygwin 后可以使用 Linux 常见命令。

BLAKE3校验BLAKE3由于校验速度快，但是对机器资源占用相对少。适用于检查大量文件，设置定时计划任务的日常维护，设置有文件故障时候自动发邮件通知。

一、安装方式①：去 BLAKE3 的官方GitHub下载对应平台的执行文件。放到运行目录，加入环境变量（Linux及macOS可以设置alias对应该文件绝对路径）。名字统一改为b3sum ，因为默认就是这个命令名。

方式②：用系统自带的包管理或第三方包管理安装。

macOS平台：

brew install b3sum

Linux及Windows平台建议用方式一，下载单文件放到对应的bin目录较快。

二、使用

简单使用–进入到目标目录，执行以下命令：

# 生成校验文件（只含单个文件的blake3信息）

b3sum abc.txt > abc.txt.blake3

# 校验文件有没有数据丢失

b3sum -c abc.txt.blake3

进阶操作–递归目录生成校验文件，与检验失败记录信息到文件：

# 生成校验文件，单个blake3.sum文件里含有批量文件的信息，可以更改最深目录层级maxdepth的数值。

find . -maxdepth 6 ! -path "*/.hide_par2dir/*" -type f ! -name "._*" -type f ! -name "sha256.sum" -type f ! -name "blake3.sum" -type f ! -name ".DS_Store" -type f -print | xargs -I {} b3sum {} > blake3.sum

# 检查文件，如果文件有错则输出该文件名。先cd 到该目录：

var_fail=$(b3sum -c blake3.sum 2> /dev/null | grep "FAILED" | cut -d : -f 1 ) && $(if [ -n "${var_fail}" ]; then echo ${var_fail} > sum_fail.txt; fi)

因为生成与校验的命令格式基本一样，把上面脚本中对应的 sha256sum，shasum命令换成b3sum即可。

通用排除选项find 命令排除某文件，附加以下命令。适用于macOS及Linux。

# 排除目录，以下为排除所有含“.hide_par2dir”的路径：

! -path "*/.hide_par2dir/*"

# 排除特殊结尾（格式）文件，以下为排除 txt 文件：

-type f ! -name "*.txt"

# 排除隐藏文件 (即点号开头)：

-type f ! -name ".*"

# 排除macOS隐藏文件 (即._开头)：

-type f ! -name "._*"

# 只查找特定类型的文件

-regex '.*\.txt\|.*\.doc\|.*\.mp3'

校验结果邮件通知设置定时计划，定时检查哈希值是否异常。如果生成的错误文件（检测），用 msmtp 发邮件通知，发邮件时候把目录也写进去。

本示例代码比上面检测代码增加了错误时发邮件的功能。

以下是blake3版校验示例，可把以下b3sum -c blake3.sum换成对应平台其它哈希校验命令 。

#!bin/bash

cd '/data/'

var_fail=$(b3sum -c blake3.sum 2> /dev/null | grep "FAILED" | cut -d : -f 1 ) && (if [ -n "${var_fail}" ]; then echo "故障目录为:\\n`pwd | tee -a /var/tmp/err_par2dir.txt` \\n \\n故障文件为:\\n`echo ${var_fail} | tee sum_fail.txt` \\n" | mail -s "文件hash故障: `date` " 收件用户名@outlook.com; fi)

注意：这里cd '/data/'换成要监控数据状况的目录，同时这里有已生成的哈希校验文件。测试的时候请把 2> /dev/null 删除或转写到另外一个文件，方便看报错信息。收件用户名@outlook.com 换成自己的收件箱。存放故障目录的txt路径/var/tmp/err_par2dir.txt。增加awk '{print $0 "\n"}'可以在每行行尾添加换行符。

保存为 check_files_blake3sum.sh 文件，存放到某目录，例如/usr/local/bin，添加执行权限。添加crontab定时计划，不繁忙但有开机的固定时间校验一次，例如一周一次，周六22点50分开始执行。运行crontab -e，输入以下命令保存：

50 22 * * 6 /usr/local/bin/check_files_blake3sum.sh

运行前，需配置好相关邮箱信息。邮箱信息配置可以参考这篇文章：命令行发送邮件

生成冗余数据及恢复数据请参考这篇文章：数据冗余及恢复

如非注明转载，均为本文原创或编译，转载请注明出处：本文链接：https://zeroto.one/2021/12/24/hash_check_and_monitor/

小龙

blake3sha256哈希

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