Linux系统中校验下载文件的完整性方法(MD5,SHA1,PGP)

Linux下的学习开始总是艰难的，但有的时候，却发现Linux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，校验下载的文件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。

MD5校验

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：

复制代码

代码如下:

# $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。

SHA1校验

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

复制代码

代码如下:

# 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。

PGP校验

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：GnuPG），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

复制代码

代码如下:

# 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：

复制代码

代码如下:

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：

复制代码

代码如下:

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：

复制代码

代码如下:

# 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 ”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。

复制代码

代码如下:

#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 ”
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！这个是这个算法的一个弱点。

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