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Linux系統中校驗下載文件的完整性方法(MD5,SHA1,PGP)

日期:2017/3/1 18:00:07   编辑:Linux技術

Linux下的學習開始總是艱難的,但有的時候,卻發現Linux下遠比Windows的操作來的實在的多——這下載文件的完整性就是其中一件,讓本人覺著很爽的一件事情。在編譯安裝各種軟件的時候,總要到各個網站上收集下軟件源碼包。正由於此,軟件的入口就非常復雜,校驗下載的文件是否被修改過就顯得非常有必要了。而校驗方法當前一般是MD5,SHA1,PGP三種。在Windows那個漫長的歲月裡(滄桑有木有),一般只能接觸到前兩種——前提是你會去校驗的話。

MD5校驗

原理:對文件進行MD5 Hash,求出文件的MD5哈希值,通過下載後文件MD5哈希值和發布者提供的MD5哈希值是否一致來判斷文件是否在發布者發布之後被篡改過。
說明:壽命老長的一個Hash算法,適用范圍廣,網站存儲密碼也經常使用。不同的文件產生的MD5哈希值是唯一的,但這點已經有辦法通過對文件進行少量的修改,讓文件的MD5後的哈希值保持一致。
使用:在CentOS下,要對文件進行MD5 Hash是很簡單的,一個 md5sum 命令即可:


復制代碼代碼如下:
# $是終端提示符,非輸入.
# #號是注釋
# 沒有提示符的是輸出
#直接輸出MD5 Hash
$ md5sum your-downloaded-file-name
fd4a1b802373c57c10c926eb7ac823d8 your-downloaded-file-name</p> <p>#將MD5 Hash值保存到md5-hash.txt文件中.
$ md5sum your-downloaded-file-name > md5-hash.txt
# 顯示輸出的md5-hast.txt內容
$ cat md5-hash.txt
fd4a1b802373c57c10c926eb7ac823d8 your-downloaded-file-name</p> <p># 通過md5-hash.txt來校驗你下載的文件是否正確
$ md5sum -c md5-hash.txt
your-downloaded-file-name: OK

你是文件的發布者話,你可以通過md5sum把文件的哈希值發送給驗證者,這樣下載你文件的人就可以通過MD5哈希值來驗證你的文件正確性。反過來,我們在網站上下載文件之後,同時可以獲取發布者的MD5哈希值和本地生成的Hash值對比,如果一致,認為文件是正確的。

SHA1校驗

原理: 原理同MD5一樣,都是通過對文件進行HASH求值,比對文件發布者發布的HASH值,通過是否相等判斷文件是否被篡改
說明: SHA1 HASH求值方法可以說是MD5的一個升級版本(SHA1 20位,MD5 16位),在HASH求值方面,MD5退出的舞台將有SHA1占據。SHA家族有五個算法:SHA-1、SHA-224、SHA-256、SHA-384,和SHA-512,後四種有時候稱為SHA2
使用: CentOS有SHA1的命令: sha1sum


復制代碼代碼如下:
# 說明同上
# 直接輸出SHA1 Hash
$ sha1sum your-downloaded-file-name
12dc96cbd822598c1230c87622f3591461a77227 your-downloaded-file-name</p> <p># 將SHA1 Hash值保存到文件中
$ sha1sum your-downloaded-file-name > sha1-hash.txt
# 顯示文件內容
$ cat sha1-hash.txt
12dc96cbd822598c1230c87622f3591461a77227 your-downloaded-file-name</p> <p>#通過sha1-hash.txt來校驗我們下載的文件your-downloaded-file-name
# 注意,文件必須要要通過txt文件中的路徑知道哦
$ sha1sum -c sha1-hash.txt
your-downloaded-file-name: OK

這個SHA1和MD5基本一致,需要補充說明下的是,在使用 md5sum 也好,還是 sha1sum 也罷,校驗文件的時候,務必要讓系統能夠根據文件中提供的路徑找到文件,如果文件找不到,是沒有辦法進行校驗的。

如果是做多個文件的Hash校驗,可以通過一個文件保存多個文件的Hash值即可。

PGP校驗

原理:使用非對稱加密,程序生成唯一的密鑰對(公鑰和私鑰:Public Key和Private Key/Secret Key)。操作方法如下:

1.發布者通過用生成的密鑰對中的私鑰對要發布的文件進行簽名,得到簽名文件(sign);
2.發布者將密鑰對中的公鑰發布到公鑰服務器;
3.發布者將文件和用私鑰生成的簽名一起發布;
4.驗證者下載發布者發布的文件和簽名;
5.使用PGP的程序獲取的發布者第二步發布的公鑰;
6.使用公鑰校驗文件簽名
說明:簽名算法中,密鑰的用處分別是:公鑰用於加密信息和驗證,私鑰用於解密和簽名。私鑰掌握在信息發布方,公鑰可以任意分發。信息發布方用密鑰進行對信息進行簽名,接收方在獲取公鑰後,可以用公鑰對發布方發布的信息+簽名進行驗證。如果驗證失敗則認為信息被篡改。在網絡中,我們經常碰到的HTTPS協議,使用了同樣的機制。

使用:由於PGP是商業應用程序,在CentOS/Linux中,具有同類功能的是GPG(也就是:GnuPG),同樣遵守OpenPGP數據加密標准( RFC 4880 ),沒有安裝可以用 yum install gnupg 安裝,命令是: gpg


復制代碼代碼如下:
# 說明同上
# 由於過程相對復雜,並且在實際使用中,校驗用的比較多,因此這裡只介紹文件的校驗過程。
# 在獲得文件和簽名時,我們先用gpg校驗簽名,此時文件必須存在
$ gpg --verify downloaded-file-sign.asc

這裡有多種情況,如果你只有簽名,但生成簽名的文件不存在時(系統沒找到,一般應該放在同目錄下面),返回的是:


復制代碼代碼如下:
gpg: 不含簽名的數據
gpg: can't hash datafile: No data

當你有文件的時候,但還沒有與簽名對應的公鑰時,gpg返回的信息類似下面:


復制代碼代碼如下:
gpg: 於 2013年05月06日 星期一 18時27分27秒 CST 創建的簽名,使用 RSA,鑰匙號 47ACDAFB
gpg: 無法檢查簽名:No public key

注意:上面的信息在不同的文件和操作系統上生成的信息是不同的。但在沒有公鑰的時候,你可以發現gpg提供了一個該簽名對應的鑰匙號:47ACDAFB,這個是我們需要找的公鑰。

上面已經說過,發布者已經將公鑰發布到公鑰服務器中,供驗證者下載,因此我們需要到公鑰服務器中下載公鑰,要下載公鑰,鑰匙號就很重要了。

可用的公鑰服務器可以通過wikipedia 上的Key Server條目來查看常用的一些key服務器列表。這裡使用hkp://pgp.mit.edu:


復制代碼代碼如下:
# 獲取服務器上的public key
$ gpg --keyserver hkp://pgp.mit.edu --recv-keys 47ACDAFB
gpg: 下載密鑰‘47ACDAFB’,從 hkp 服務器 pgp.mit.edu
gpg: 密鑰 47ACDAFB:公鑰“Stephan Mueller <[email protected]>”已導入
gpg: 沒有找到任何絕對信任的密鑰
gpg: 合計被處理的數量:1
gpg: 已導入:1

--recv-keys要與--keyserver配合使用,導入密鑰對的公鑰之後,我們就能夠使用這個公鑰來驗證我們的簽名了。

再次運行我們之前的驗證命令(gpg --verify sign-file),就可以看到驗證的結果了。


復制代碼代碼如下:
#這時候我們再次驗證我們的簽名,就能得到驗證結果了
$ gpg --verify downloaded-file-sign.asc
gpg: 於 2013年05月06日 星期一 18時27分27秒 CST 創建的簽名,使用 RSA,鑰匙號 47ACDAFB
gpg: 完好的簽名,來自於“Stephan Mueller <[email protected]>”
gpg: 警告:這把密鑰未經受信任的簽名認證!
gpg: 沒有證據表明這個簽名屬於它所聲稱的持有者。
主鑰指紋: B0F4 2D33 73F8 F6F5 10D4 2178 520A 9993 A1C0 52F8

看到這個結果,至少確認一個結果:這個文件是沒有被篡改過的。

一般我們到這步也就差不多了。

但注意消息裡面有個警告,說明這個是未受信任的簽名認證。因為這個公鑰誰都可以發布上去的,如果你確實需要進一步認證,可以在簽名認證之前,你能還要聯系下真正的發布者,確認這個密鑰的信息——指紋!這個是這個算法的一個弱點。

如果簽名認證已經通過,你也就可以安心的在自己的系統內編譯,安裝它了。

關於PGP的更多信息,可以參考以下網站:

  1. wikipedia PGP
  2. ubuntu GPG/PGP
  3. GnuPG ,HOWTOs中MiniHOWTO中有個zh的文檔,是中文的
  4. gentoo GnuPG
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