文件完整性校验

文件完整性校验是确保文件在传输、存储或处理过程中未被篡改或损坏的重要技术手段。它在信息安全、数据管理和系统维护中扮演着关键角色。

MD5算法简介

MD5 算法（Message Digest Algorithm 5，消息摘要算法第5版）是一种广泛使用的哈希函数，由 Ronald Rivest 于 1991 年设计。它可以将任意长度的数据（如文件、字符串）转换为固定长度的 128 位（16 字节）哈希值，通常以 32 个十六进制字符表示。MD5 最初被设计用于数据完整性校验和密码存储，但由于其安全性问题，现已不推荐用于高安全性场景。

MD5 算法的特点:

输出长度：128 位（16 字节），通常表示为 32 个十六进制字符。
输入长度：支持任意长度的输入数据。
计算速度：MD5 计算速度较快，适合处理大量数据。
确定性：相同的输入始终生成相同的哈希值。
雪崩效应：输入数据的微小变化会导致哈希值的显著变化。

尽管在理论上，MD5存在着潜在的安全漏洞，但对于文件完整性校验来说，它仍然是足够安全的。

校验和

校验和（Checksum）是一种用于验证数据完整性的简单技术。它通过对数据（如文件、消息或数据包）进行数学计算，生成一个固定长度的值（即校验和），然后将该值与接收方计算的校验和进行比对。如果两者一致，则说明数据在传输或存储过程中未被篡改或损坏；如果不一致，则说明数据可能存在问题。

MD5算法和SHA-512算法都可以用于生成文件的校验和。MD5算法生成的校验和长度为128位，而SHA-512算法生成的校验和长度为512位，后者因此提供了更高级别的安全性。

使用MD5算法和sha512sum校验和检验文件完整性

假如存在一个文件 file.txt，我把文件发送给其他人，怎么证明文件在传输的途中没有被恶意修改？

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root@ubuntu:~# ls
file.txt

先求出文件的md5值。

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root@ubuntu:~# md5sum file.txt
9cc4a633f4ba45f0fd723512ec60f330  file.txt

把文件传输给其他机器。

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root@ubuntu:~# scp file.txt 192.168.110.131:/root/test/

其他机器收到文件之后，求文件的md5值。如果此时生成的md5值和原来的md5值一致，则文件是完整的，没有被修改过。

数字签名也是类似的：文件和文件生成的md5值一起传输，md5值使用私钥加密，接收方收到后使用公钥解密md5值，接收方使用收到的文件生成md5值，如果md5值和公钥解密之后的md5值一致，则文件没有被修改过。

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[root@etcd2 test]# md5sum file.txt 
9cc4a633f4ba45f0fd723512ec60f330  file.txt

创建校验和目录。

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root@ubuntu:~# mkdir checksum
root@ubuntu:~# cd checksum/
root@ubuntu:~/checksum# ls
file.txt

求文件的校验和。

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root@ubuntu:~/checksum# sha512sum file.txt
94eece98db92232a42080e33f87e0659182e2ff9e347db38a494928c247289fcfa763a20e18ee63a84fe87f436b91e710927d138621640d6753083b8b339e8cf  file.txt

把校验和写入到文件里。

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root@ubuntu:~/checksum# sha512sum file.txt >check.txt

root@ubuntu:~/checksum# vim check.txt

root@ubuntu:~/checksum# cat check.txt
file.txt
94eece98db92232a42080e33f87e0659182e2ff9e347db38a494928c247289fcfa763a20e18ee63a84fe87f436b91e710927d138621640d6753083b8b339e8cf
94eece98db92232a42080e33f87e0659182e2ff9e347db38a494928c247289fcfa763a20e18ee63a84fe87f436b91e710927d138621640d6753083b8b339e8cf

如果两个校验和是一致的，则只剩一行(去重)。

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root@ubuntu:~/checksum# cat check.txt | uniq
file.txt
94eece98db92232a42080e33f87e0659182e2ff9e347db38a494928c247289fcfa763a20e18ee63a84fe87f436b91e710927d138621640d6753083b8b339e8cf

生成校验和并写入文件。

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root@ubuntu:~/checksum# sha512sum file.txt >check.txt

root@ubuntu:~/checksum# cat check.txt
94eece98db92232a42080e33f87e0659182e2ff9e347db38a494928c247289fcfa763a20e18ee63a84fe87f436b91e710927d138621640d6753083b8b339e8cf  file.txt

sha512sum -c 判断file.txt文件的校验和和check.txt 里的校验和是否一致，输出OK则校验和一致。

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root@ubuntu:~/checksum# sha512sum -c check.txt
file.txt: OK

总结

MD5和sha512sum校验和是检查文件完整性的有效方法。它们能够帮助我们在下载、传输或备份文件的过程中确保数据的一致性，提高我们的数据安全性。

尽管MD5和SHA-512广泛用于计算文件校验和，但它们并不能防止数据被篡改。如果你需要保护数据的机密性，建议使用更强大的加密技术，例如AES或RSA等。