如何生成文件校验和值

2024 年 9 月 10 日 | 阅读 8 分钟

文件校验和值可以通过 MD5、SHA-1、SHA-256 等各种算法生成。校验和是一个数字签名，有助于确保文件的完整性和真实性。通过生成校验和值，您可以将其与原始校验和值进行比较，以检查文件是否已被修改或损坏。

什么是文件校验和值？

文件校验和值是使用 MD5、SHA-1 或 SHA-256 等哈希算法从文件中生成的唯一数字签名。它是一个固定长度的字符字符串，充当文件内容的指纹。校验和值可用于验证文件的完整性和真实性。通过将文件的生成校验和值与原始校验和值进行比较，您可以检查文件是否已被修改或损坏。文件校验和的使用在数据传输和存储场景中很常见，以确保数据完整性和安全性。

生成文件校验和值的步骤

以下是使用 Java 中的 MessageDigest 类生成文件校验和值的步骤

使用 FileInputStream 打开文件：使用 FileInputStream 类为要为其生成校验和值的文件创建输入流。
创建 MessageDigest 对象：使用 MessageDigest 类的 getInstance() 方法创建您想要用来生成校验和值的算法（例如 MD5、SHA-1、SHA-256）的实例。
使用字节数组读取文件内容并使用数据更新 MessageDigest 对象：使用 MessageDigest 类的 update() 方法使用文件内容更新摘要。
使用 MessageDigest 对象的 digest() 方法生成校验和值：在用文件内容更新摘要后，调用 MessageDigest 对象的 digest() 方法来生成校验和值。
将字节数组校验和值转换为可读格式：digest() 方法返回的 digest 值是字节数组。您可以将其转换为十六进制或 base64 等可读格式。

方法：计算文件的 MD5 校验和。

此 Java 程序使用 MessageDigest 类计算文件的 MD5 校验和，并将其打印到控制台。它使用 FileInputStream 读取文件内容，并使用包含数据的缓冲区更新 MessageDigest。读取整个文件后，程序通过调用 MessageDigest 对象的 digest() 方法来计算最终的 MD5 摘要。然后使用 StringBuffer 对象和 String.format() 方法将摘要转换为十六进制字符串，并将结果字符串作为校验和返回。main 方法指定文件路径，使用 getChecksum() 计算校验和，并使用 System.out.println() 将值打印到控制台。

实施

以下是生成文件 MD5 校验和值的示例

文件名： FileChecksum.java

import java.io.FileInputStream;
import java.security.MessageDigest;
public class FileChecksum {
    // The method computes the MD5 checksum of the given file and returns it as a hexadecimal string.
    public static String getChecksum(String file) throws Exception {
        // Open a FileInputStream to read the contents of the file.
        FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
        
        // Create a MessageDigest object that implements the MD5 algorithm.
        MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("MD5");
        
        // Create a buffer to hold the data read from the file.
        byte[] buffer = new byte[1024];
        
        // Read the file contents into the buffer, and update the MessageDigest with the buffer's contents.
        int n = 0;
        while ((n = fis.read(buffer)) != -1) {
            md.update(buffer, 0, n);
        }
        
        // Compute the final MD5 digest of the file.
        byte[] digest = md.digest();
        
        // Convert the digest to a hexadecimal string and return it.
        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        for (byte b : digest) {
            sb.append(String.format("%02x", b & 0xff));
        }
        return sb.toString();
    }
    // It is the main method of the program that computes the checksum of a file and prints it to the console.
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // Specify the path to the file whose checksum should be computed.
        String file = "test.txt";
        
        // Compute the checksum of the file.
        String checksum = getChecksum(file);
        
        // Print the checksum value to the console.
        System.out.println("Checksum value: " + checksum);
    }
}

输出

Checksum value: 5eb63bbbe01eeed093cb22bb8f5acdc3

方法：SHA-256 校验和

使用 Java 计算 SHA-256 校验和的方法包括以下步骤

从 **java.security** 和 **java.io** 包导入必要的类。它包括用于计算 SHA-256 哈希的 **MessageDigest** 类，以及用于读取文件内容的 **FileInputStream** 类。
创建一个接收文件路径作为输入并以十六进制字符串形式返回文件 SHA-256 校验和的方法。该方法应执行以下步骤
1. 使用 **"SHA-256"** 创建 **MessageDigest** 类的新实例
2. 使用输入文件路径创建 **FileInputStream** 类的新实例。
3. 创建一个字节数组来存储文件内容。
4. 使用 **FileInputStream** 的 **read** 方法将文件内容读取到字节数组中
5. 使用 **update** 方法使用字节数组的内容更新 **MessageDigest** 实例。
6. 使用 **MessageDigest** 的 **digest** 方法计算文件的 SHA-256 校验和。
7. 使用 **format** 方法将校验和转换为十六进制字符串。
8. 返回十六进制字符串。
在程序的 **main** 方法中，调用步骤 2 中创建的方法，并传入需要计算 SHA-256 校验和的文件路径。
将 SHA-256 校验和打印到控制台。

实施

Java 程序计算 SHA-256 校验和

文件名： SHA256Checksum.java

import java.io.FileInputStream;
import java.math.BigInteger;
import java.security.MessageDigest;

public class SHA256Checksum {
    
    // The program calculates the SHA-256 checksum of a file specified by the file path and then returns the result as a hexadecimal string.
    public static String getFileChecksum(String filepath) throws Exception {
        // Get an instance of the MessageDigest class that implements the SHA-256 algorithm.
        MessageDigest messageDigest = MessageDigest.getInstance("SHA-256");
        
        // Open an input stream to the file at the specified filepath.
        FileInputStream fileInput = new FileInputStream(filepath);
        
        // Create a byte array to hold the data read from the file.
        byte[] dataBytes = new byte[1024];
        
        // Declare a variable to hold the number of bytes read from the file in each iteration.
        int bytesRead;
        
        // Read data from the file into the byte array until the end of the file is reached.
        while ((bytesRead = fileInput.read(dataBytes)) != -1) {
            // Update the MessageDigest object with the data read from the file.
            messageDigest.update(dataBytes, 0, bytesRead);
        }
        
        // Compute the digest of the input bytes using the MessageDigest object.
        byte[] digestBytes = messageDigest.digest();
        
        // Convert the digest to a BigInteger object.
        BigInteger bigInt = new BigInteger(1, digestBytes);
        
        // Return the digest as a hexadecimal string.
        return bigInt.toString(16);
    }

    // The main method of the program computes the SHA-256 checksum of a file and prints it to the console.
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // Specify the filepath of the file whose SHA-256 checksum should be computed.
        String filepath = "C:\\Users\\nikos7\\Desktop\\Checksum.txt";
        
        // Compute the SHA-256 checksum of the file.
        String checksum = getFileChecksum(filepath);
        
        // Print the checksum value to the console.
        System.out.println("Checksum for the file: " + checksum);
    }
}

输出

Checksum for the file: 8a0a66d9b48fb08e004960c8db883dcb692a86a17a2a913c0371e9362eab9c9d

方法：计算文件的 SHA1 校验和

要计算文件的 SHA1 校验和，Java 程序会创建一个实现 SHA1 算法的 MessageDigest 对象。然后它打开一个 FileInputStream 来读取文件内容，并创建一个缓冲区来存储从文件中读取的数据。它将文件内容读取到缓冲区中，并使用缓冲区的内容更新 MessageDigest。读取完整个文件后，它通过在 MessageDigest 对象上调用 digest() 来计算文件的最终 SHA1 摘要。摘要作为字节数组返回。

然后，程序通过遍历摘要的字节，将每个字节转换为其十六进制表示形式，并将其附加到 StringBuffer 来将摘要转换为十六进制字符串。最后，它通过将 StringBuffer 转换为 String 将校验和打印到控制台。

程序使用 FileInputStream 对象的 close() 方法关闭输入流以释放文件资源。

文件名： FileChecksum.java

import java.io.FileInputStream;
import java.security.MessageDigest;

public class FileChecksum {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // Specify the path to the file whose checksum should be computed.
        String filepath = "C:\\Users\\nikos7\\Desktop\\Checksum.txt";
        
        // Create a MessageDigest object that implements the SHA1 algorithm.
        MessageDigest messageDigest = MessageDigest.getInstance("SHA1");
        
        // Open a FileInputStream to read the contents of the file.
        FileInputStream fileInput = new FileInputStream(filepath);
        
        // Create a buffer to hold the data read from the file.
        byte[] dataBytes = new byte[1024];
 
        // Read the file contents into the buffer, and update the MessageDigest with the buffer's contents.
        int bytesRead = 0;
        while ((bytesRead = fileInput.read(dataBytes)) != -1) {
            messageDigest.update(dataBytes, 0, bytesRead);
        }
        
        // Compute the final SHA1 digest of the file.
        byte[] digestBytes = messageDigest.digest();
 
        // Convert the digest to a hexadecimal string and print it to the console.
        StringBuffer sb = new StringBuffer("");
        for (int i = 0; i < digestBytes.length; i++) {
            sb.append(Integer.toString((digestBytes[i] & 0xff) + 0x100, 16).substring(1));
        }
        System.out.println("Checksum for the file: " + sb.toString());
         
        // Close the input stream.
        fileInput.close();
    }
}

输出

Checksum for the file: 4f4b4f7d8c78ab2e6dc1c6e2ed6f8c6aa1917207

生成校验和的常用算法

Java 提供了一个 MessageDigest 类，支持各种生成校验和的算法。以下是一些常用的生成校验和的算法

MD5 (Message Digest 5)：该算法生成一个 128 位哈希值，通常用于验证文件和密码的完整性。
SHA-1 (Secure Hash Algorithm 1)：该算法生成一个 160 位哈希值，通常用于验证数字文档和软件的完整性。
SHA-256 (Secure Hash Algorithm 256)：该算法生成一个 256 位哈希值，通常用于数据身份验证和数字签名。
SHA-512 (Secure Hash Algorithm 512)：该算法生成一个 512 位哈希值，通常用于密码学和数字签名。
CRC32 (Cyclic Redundancy Check 32-bit)：该算法生成一个 32 位校验和值，通常用于检测传输中的意外数据损坏。

这些算法在输出大小和安全性级别上有所不同。MD5 和 SHA-1 已不再被认为是安全的加密用途，现在推荐使用 SHA-256 和 SHA-512 进行安全哈希。

选择强大的哈希算法用于文件校验和

以下是在 Java 中使用文件校验和的最佳实践

选择强大的哈希算法：用于生成校验和值的哈希算法应足够强大，以避免冲突并抵御暴力破解攻击。SHA-256 和 SHA-512 算法被认为是安全且广泛使用的。
验证校验和值：始终将生成的校验和值与原始校验和值进行比较，以确保文件未被篡改。在从互联网下载文件或与他人共享文件时，这一点尤为重要。
使用安全通道传输校验和值：在通过网络传输校验和值或与他人共享校验和值时，请使用 HTTPS、SFTP 或 GPG 加密等安全通道，以防止窃听或篡改。
将校验和值分开存储：将校验和值与文件分开存储，以防止篡改。例如，您可以将校验和值存储在安全数据库或文件系统上的不同位置。
定期更新校验和值：定期更新校验和值，以确保文件自上次更新以来未被篡改。
妥善处理异常：在处理文件和哈希算法时，始终妥善处理异常，以防止意外错误和崩溃。

下一个主题Java 中的索引映射（或琐碎哈希）允许负数

如何生成文件校验和值

什么是文件校验和值？

生成文件校验和值的步骤

方法：计算文件的 MD5 校验和。

实施

方法：SHA-256 校验和

实施

方法：计算文件的 SHA1 校验和

生成校验和的常用算法

选择强大的哈希算法用于文件校验和

联系信息

关注我们

教程

面试题

在线编译器

Python

Java

.Net Framework

AI, ML and Data Science

Cloud Technology

B.Tech and MCA

Web Technology

PHP

Software Testing

Technical Interview

Java Interview

Python

Web Interview

Database Interview

B.Tech / MCA

Important Interview

Software Testing Interview

Company Interviews

Online Compilers

Multiple Choice Questions

Java Conversion

Java Misc

如何生成文件校验和值

什么是文件校验和值？

生成文件校验和值的步骤

方法：计算文件的 MD5 校验和。

实施

方法：SHA-256 校验和

实施

方法：计算文件的 SHA1 校验和

生成校验和的常用算法

选择强大的哈希算法用于文件校验和

相关帖子

Literals in Java

How to Convert Char Array to String in Java

Composition in Java

Java 中的卡迈克尔数

Power of a Number in Java

Untouchable Number in Java

Java 中的多线程与异步

Java 中 String、StringBuffer 和 StringBuilder 的区别

Java 中的实例块

Java Program to Form Coils in a Matrix

订阅 Tpoint Tech

联系信息

关注我们

教程

面试题

在线编译器