Linux下校验下载文件的完整性(MD5,SHA1,PGP)

Linux下的学习开始总是艰难的,但有的时候,却发现下远比Windows的操作来的实在的多——这下载文件的完整性就是其中一件,让本人觉着很爽的一件事情。在编译安装各种软件的时候,总要到各个网站上收集下软件源码包。正由于此,软件的入口就非常复杂,是否被修改过就显得非常有必要了。而校验方法当前一般是MD5,SHA1,PGP三种。在Windows那个漫长的岁月里(沧桑有木有),一般只能接触到前两种——前提是你会去校验的话。

原理:对文件进行MD5 Hash,求出文件的MD5哈希值,通过下载后文件MD5哈希值和发布者提供的MD5哈希值是否一致来判断文件是否在发布者发布之后被篡改过。

说明:寿命老长的一个Hash算法,适用范围广,网站存储密码也经常使用。不同的文件产生的MD5哈希值是唯一的,但这点已经有办法通过对文件进行少量的修改,让文件的MD5后的哈希值保持一致。

使用:在CentOS下,要对文件进行MD5 Hash是很简单的,一个md5sum命令即可:

# $是终端提示符,非输入.
# #号是注释
# 没有提示符的是输出
#直接输出MD5 Hash
$ md5sum your-downloaded-file-name
fd4a1b802373c57c10c926eb7ac823d8  your-downloaded-file-name

#将MD5 Hash值保存到md5-hash.txt文件中.
$ md5sum your-downloaded-file-name > md5-hash.txt
# 显示输出的md5-hast.txt内容
$ cat md5-hash.txt
fd4a1b802373c57c10c926eb7ac823d8  your-downloaded-file-name

# 通过md5-hash.txt来校验你下载的文件是否正确
$ md5sum -c md5-hash.txt
your-downloaded-file-name: OK

你是文件的发布者话,你可以通过md5sum把文件的哈希值发送给验证者,这样下载你文件的人就可以通过MD5哈希值来验证你的文件正确性。反过来,我们在网站上下载文件之后,同时可以获取发布者的MD5哈希值和本地生成的Hash值对比,如果一致,认为文件是正确的。

 

原理: 原理同MD5一样,都是通过对文件进行HASH求值,比对文件发布者发布的HASH值,通过是否相等判断文件是否被篡改

说明: SHA1 HASH求值方法可以说是MD5的一个升级版本(SHA1 20位,MD5 16位),在HASH求值方面,MD5退出的舞台将有SHA1占据。SHA家族有五个算法:SHA-1、SHA-224、SHA-256、SHA-384,和SHA-512,后四种有时候称为SHA2

使用: CentOS有SHA1的命令:sha1sum

# 说明同上
# 直接输出SHA1 Hash
$ sha1sum your-downloaded-file-name
12dc96cbd822598c1230c87622f3591461a77227  your-downloaded-file-name

# 将SHA1 Hash值保存到文件中
$ sha1sum your-downloaded-file-name > sha1-hash.txt
# 显示文件内容
$ cat sha1-hash.txt
12dc96cbd822598c1230c87622f3591461a77227  your-downloaded-file-name

#通过sha1-hash.txt来校验我们下载的文件your-downloaded-file-name
# 注意,文件必须要要通过txt文件中的路径知道哦
$ sha1sum -c sha1-hash.txt
your-downloaded-file-name: OK

 这个SHA1和MD5基本一致,需要补充说明下的是,在使用md5sum也好,还是sha1sum也罢,校验文件的时候,务必要让系统能够根据文件中提供的路径找到文件,如果文件找不到,是没有办法进行校验的。

如果是做多个文件的Hash校验,可以通过一个文件保存多个文件的Hash值即可。

 

原理:使用非对称加密,程序生成唯一的密钥对(公钥和私钥:Public Key和Private Key/Secret Key)。操作方法如下:

  1. 发布者通过用生成的密钥对中的私钥对要发布的文件进行签名,得到签名文件(sign);
  2. 发布者将密钥对中的公钥发布到公钥服务器;
  3. 发布者将文件和用私钥生成的签名一起发布;
  4. 验证者下载发布者发布的文件和签名;
  5. 使用PGP的程序获取的发布者第二步发布的公钥;
  6. 使用公钥校验文件签名

说明:签名算法中,密钥的用处分别是:公钥用于加密信息和验证,私钥用于解密和签名。私钥掌握在信息发布方,公钥可以任意分发。信息发布方用密钥进行对信息进行签名,接收方在获取公钥后,可以用公钥对发布方发布的信息+签名进行验证。如果验证失败则认为信息被篡改。在网络中,我们经常碰到的HTTPS协议,使用了同样的机制。

使用:由于PGP是商业应用程序,在CentOS/Linux中,具有同类功能的是GPG(也就是:),同样遵守OpenPGP数据加密标准(RFC 4880),没有安装可以用yum install gnupg安装,命令是:gpg

# 说明同上
# 由于过程相对复杂,并且在实际使用中,校验用的比较多,因此这里只介绍文件的校验过程。
# 在获得文件和签名时,我们先用gpg校验签名,此时文件必须存在
$ gpg --verify downloaded-file-sign.asc

 这里有多种情况,如果你只有签名,但生成签名的文件不存在时(系统没找到,一般应该放在同目录下面),返回的是:

gpg: 不含签名的数据
gpg: can't hash datafile: No data

当你有文件的时候,但还没有与签名对应的公钥时,gpg返回的信息类似下面:

gpg: 于 2013年05月06日 星期一 18时27分27秒 CST 创建的签名,使用 RSA,钥匙号 47ACDAFB
gpg: 无法检查签名:No public key

注意:上面的信息在不同的文件和操作系统上生成的信息是不同的。但在没有公钥的时候,你可以发现gpg提供了一个该签名对应的钥匙号:47ACDAFB,这个是我们需要找的公钥。

上面已经说过,发布者已经将公钥发布到公钥服务器中,供验证者下载,因此我们需要到公钥服务器中下载公钥,要下载公钥,钥匙号就很重要了。

可用的公钥服务器可以通过wikipedia 上的Key Server条目来查看常用的一些key服务器列表。这里使用hkp://pgp.mit.edu:

# 获取服务器上的public key
$ gpg --keyserver hkp://pgp.mit.edu --recv-keys 47ACDAFB
gpg: 下载密钥‘47ACDAFB’,从 hkp 服务器 pgp.mit.edu
gpg: 密钥 47ACDAFB:公钥“Stephan Mueller <Stephan.Mueller@atsec.com>”已导入
gpg: 没有找到任何绝对信任的密钥
gpg: 合计被处理的数量:1
gpg:           已导入:1

--recv-keys要与--keyserver配合使用,导入密钥对的公钥之后,我们就能够使用这个公钥来验证我们的签名了。

再次运行我们之前的验证命令(gpg --verify  sign-file),就可以看到验证的结果了。

#这时候我们再次验证我们的签名,就能得到验证结果了
$ gpg --verify downloaded-file-sign.asc
gpg: 于 2013年05月06日 星期一 18时27分27秒 CST 创建的签名,使用 RSA,钥匙号 47ACDAFB
gpg: 完好的签名,来自于“Stephan Mueller <Stephan.Mueller@atsec.com>”
gpg: 警告:这把密钥未经受信任的签名认证!
gpg:       没有证据表明这个签名属于它所声称的持有者。
主钥指纹: B0F4 2D33 73F8 F6F5 10D4  2178 520A 9993 A1C0 52F8

 看到这个结果,至少确认一个结果:这个文件是没有被篡改过的。

一般我们到这步也就差不多了。

但注意消息里面有个警告,说明这个是未受信任的签名认证。因为这个公钥谁都可以发布上去的,如果你确实需要进一步认证,可以在签名认证之前,你能还要联系下真正的发布者,确认这个密钥的信息——指纹(fingerprint)!这个算是PGP算法的一个弱点。

如果签名认证已经通过,你也就可以安心的在自己的系统内编译,安装它了。

关于PGP的更多信息,可以参考以下网站:

  1. wikipedia PGP
  2. ubuntu GPG/PGP
  3. GnuPG,HOWTOs中MiniHOWTO中有个zh的文档,是中文的
  4. gentoo GnuPG
Saturday, March 29, 2014 | Unix & Linux

文章评论

  • # re: Linux下校验下载文件的完整性(MD5,SHA1,PGP)
    如果已知sha1值,如何比较是否一致。文中的意思可不可以理解为自己和自己比。
  • # re: Linux下校验下载文件的完整性(MD5,SHA1,PGP)
    @hufhuhau: 如果已知HASH值,只要用文中方法计算出文件的HASH值,然后和已知的HASH值做对比即可,相同即可认为文件未改动。
    BTW:已经证明SHA1以现在的算力也可以被篡改,因此,多个HASH交叉校验可能会更有保障

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