在 GNU/Linux 中用 C语言计算文件的 Hash

在 GNU/Linux 中用 C语言计算文件的 Hash

在今日之前,笔者从未想到使用 C/C++GNU/Linux 计算文件的 Hash (例如:SHA-1MD5SHA-256 等)会这样的麻烦.

笔者以为会有 char * sha256sum(int fd)char * sha256sum(FILE *stream) 类似的函数来轻松的获取文件的 Hash .但事实并非如此,获取文件的 Hash 的方法远比笔者想象中的做法要复杂.

方案1 自行实现Hash函数

这种方案是最为麻烦的,但有着不依赖第三方库和程序的优点.至于如何实现 Hash 函数不是本文重点,笔者对此也不做说明.

方案2 调用Openssl

笔者的 openssl 版本为1.1.1i 8 Dec 2020/usr/include/openssl 中提供的头文件可点击下方的小三角查看.

点此查看更多信息aes.h asn1err.h asn1.h asn1_mac.h asn1t.h asyncerr.h async.h bioerr.h bio.h blowfish.h bnerr.h bn.h buffererr.h buffer.h camellia.h cast.h cmac.h cmserr.h cms.h comperr.h comp.h conf_api.h conferr.h conf.h cryptoerr.h crypto.h cterr.h ct.h des.h dherr.h dh.h dsaerr.h dsa.h dtls1.h ebcdic.h ecdh.h ecdsa.h ecerr.h ec.h engineerr.h engine.h e_os2.h err.h evperr.h evp.h hmac.h idea.h kdferr.h kdf.h lhash.h md2.h md4.h md5.h mdc2.h modes.h objectserr.h objects.h obj_mac.h ocsperr.h ocsp.h opensslconf.h opensslv.h ossl_typ.h pem2.h pemerr.h pem.h pkcs12err.h pkcs12.h pkcs7err.h pkcs7.h rand_drbg.h randerr.h rand.h rc2.h rc4.h rc5.h ripemd.h rsaerr.h rsa.h safestack.h seed.h sha.h srp.h srtp.h ssl2.h ssl3.h sslerr.h ssl.h stack.h storeerr.h store.h symhacks.h tls1.h tserr.h ts.h txt_db.h uierr.h ui.h whrlpool.h x509err.h x509.h x509v3err.h x509v3.h x509_vfy.h
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#include <openssl/sha.h>
#include <stdio.h>

int main(void)
{
unsigned char result[SHA256_DIGEST_LENGTH];
char *filename = "README.md";

FILE *file = fopen(filename, "rb");
SHA256_CTX hash;

if (file == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
SHA256_Init(&hash);

ssize_t size;
unsigned char buf[4096];

while ((size = fread(buf, 1, 4096, file)) != 0)
{
SHA256_Update(&hash, buf, size);
}
SHA256_Final(result, &hash);
for (size_t i = 0; i < SHA256_DIGEST_LENGTH; i++)
{
printf("%02x", result[i]);
}
fclose(file);
return 0;
}

本方案调用了 openssl 提供的 sha.h 比自行实现 Hash函数 能方便一点点.使用本方案的程序在编译时需要使用 -lssl-lcrypto 参数链接相关的库.

方案3 进程间通信调用其他程序

GNU/Linux 中通常含有 sha256sumsha512summd5sum 等程序,并支持以类似 sha256sum <path> 的格式直接调用.那么,就可以使用 popen 函数完成进程间通信,直接获取文件的 Hash

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#include <stdio.h>
int main(void)
{
FILE *target;
target = popen("sha256sum ~/README.md", "r");
if (target == NULL)
{
perror("popen");
}
char hash[65];
fscanf(target, "%64s", hash);
printf("%s\n", hash);
pclose(target);
return 0;
}

这种方式的好处显而易见「方便」,这种方法是也最容易理解的.

值得多说一句的是:Hash 函数生成的 Hash 是一个由函数决定的常数(例如:SHA-256的结果以字符串输出有 64可打印字符 ),这个特性使得 数组的长度读取的输出长度 是确定的.

测试环境

OS : Arch Linux

Kernel : 5.9.14-arch1-1

openssl : 1.1.1i 8 Dec 2020

gcc : 10.2.0

参考资料

1. W.RichardStevens.Stephen.UNIX环境高级编程[M].第3版.戚正伟,译.北京:人民邮电出版社

在 GNU/Linux 中用 C语言计算文件的 Hash

https://blog.y7n05h.xyz/HashInLinix/

作者

Y7n05h

发布于

2020-10-04

更新于

2020-10-04

许可协议

CC BY-SA 4.0

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