三分钟读懂文件哈希与数字指纹

引言

在 GitHub 或一些站点下载软件时，旁常有时会附带一行奇怪的字符串

我相信大部分人不说知道它有什么用，可能平时都懒得看一眼吧

不过这串看似无序的字符串可不是摆设，而是文件的数字指纹。它是文件的数字指纹。是验证文件完整性、确保你接收到的信息与开发者发布的信息完全一致的唯一凭证

哈希

什么是哈希？

哈希算法是一种将任意长度的输入数据通过特定算法转换为固定长度输出的技术，这种输出称为哈希值或摘要。它广泛应用于数据完整性验证、密码存储、分布式存储等领域。

唯一性

不过在讲哈希之前，先来简单了解一下什么是文件指纹，我们都知道，一对双胞胎无论长的多么相似，他们的指纹都是不同的

同理，两个文件不论内容多么相似，只要不是完全相同，那么他们的文件指纹（哈希值）就天差地别

光说有点枯燥，试试下面的工具你就明白了

• 输入 123456，得到的 MD5 值是：
  827ccb0eea8a706c4c34a16891f84e7b
• 仅改动一个数字，输入 123457，得到的 MD5 值却是：
  f1887d3f9e6ee7a32fe5e76f4ab80d63

发现了吗？二者的MD5值几乎没有任何的联系或者规律，哪怕仅仅改动一个字节，计算得出的哈希值也会发生彻底的改变。

这就是哈希的唯一性——每个文件都拥有一个独一无二的指纹

不可逆性

如果我给你一个md5值：2c14ce899e58d48827d40d4e91e0639b，你能猜到它的原始文件是什么吗？

猜不出来，对吧？这其实是我在电脑上随便找了一张截图计算出来的MD5值，如果我不告诉你，你无法反推出原始文件的任何信息，是一张图片、一段文字还是一个压缩包？

这就是哈希的另一个核心特点：不可逆性

常用的哈希算法

哈希算法家族十分庞大，但在文件校验领域，我们最常接触到的通常是以下三种

目前 GitHub 等主流平台发布的软件，大多优先提供 SHA-256 校验码，因为它在效率和安全性之间取得了很好的平衡

哈希碰撞

前文中我们提到：“只要文件内容不同，哈希值就天差地别”。这句话在数学理想状态下是成立的，但在现实应用中，MD5 算法的防御已经被彻底击穿。这就是所谓的 “哈希碰撞” (Hash Collision)

由于哈希值的长度是固定的（MD5 只有 128 位），而世界上文件的可能性是无限的。将无限的文件映射到有限的数值中，理论上必然会出现两个不同的文件拥有相同的哈希值

在过去，受限于算力，想要人为制造这样一对“碰撞”文件，需要数万年

但在 2004 年，中国密码学家王小云教授及其团队提出了针对 MD5 的破解算法，将寻找碰撞的时间大幅缩短

这意味着黑客可以构造两个文件：

1. 正常软件.exe (包含正常功能)
2. 恶意病毒.exe (植入后门)

但它们拥有完全相同的 MD5 值

如果只依据 MD5 校验文件，你可能以为下载的是官方正版，实际上运行的却是经过精心伪造的恶意程序。因此，在涉及安全验证（如操作系统镜像、加密货币钱包软件）时，绝对不要仅依赖 MD5。Google 和微软等巨头早已禁用 MD5 用于数字签名，SHA-1 也因类似原因（Google 在 2017 年实现了 SHA-1 碰撞攻击）被弃用

目前，SHA-256 仍然被认为是安全的，尚未发现有效的碰撞攻击手段。

如何校验文件

说了这么多理论，实际操作中我们该如何进行校验呢？

如果你用的是 Windows 11 ，实际上不需要下载任何第三方工具，系统自带的命令足以应对所有需求

在包含目标文件的文件夹中按住 Shift + 右键，选择“在此处打开 Powershell”或“终端”，输入以下命令：

# 默认计算 SHA256
Get-FileHash .\你的文件名.iso

# 如果想计算 MD5
Get-FileHash .\你的文件名.iso -Algorithm MD5

系统会返回 Hash 值，但接下来你只能肉眼比对是否与官方提供的哈希值相同

因此，我更推荐使用一款开源免费的小工具——OpenHashTab

安装后，它会直接集成到文件的右键属性菜单中。你不仅能一眼看到文件所有的哈希值（MD5, SHA-1, SHA-256 等），还可以直接将官方提供的哈希码粘贴进去，软件会自动帮你进行比对

如果显示绿色的对勾，就说明文件完整未篡改，可以放心安装

GitHub：https://github.com/namazso/OpenHashTab

本文发布于2025年12月25日15:37，已经过了38天，若内容或图片失效，请留言反馈