MD5 和 SHA256 区别：校验和不一致的原因与各算法的适用范围

在浏览器里算了一个字符串的哈希，同事在终端里算同一个字符串，结果两个值对不上。这几乎从来不是哈希函数的问题，而是两边喂给它的 字节不一样：哈希函数看到的只有字节。

看起来一样的文字，字节可能不一样

哈希的输入是字节，所以”文字变成字节”的每一步都算输入的一部分。校验值对不上，常见原因大致按出现频率排列如下：

• 末尾的换行。 echo abc | sha256sum 算的是 abc 加一个换行符，共 4 字节而不是 3 字节。想精确哈希你输入的内容，用 printf abc | sha256sum 或 echo -n abc。
• 换行符风格。 在 Windows 上以 CRLF 检出的文件，和 Linux 上以 LF 保存的同一份文件，对哈希来说就是两个不同的文件。 每行多一个字节，整个摘要就彻底不同。
• 字节顺序标记（BOM）。 有的编辑器和 PowerShell 重定向会在 UTF-8 文件开头写入 EF BB BF。编辑器里看不见，但它是哈希输入的一部分。
• 字符编码。 é 在 UTF-8 里是 C3 A9，在 Latin-1 里是 E9；汉字在 UTF-8 里占三个字节，在 GBK 里占两个字节。如果某个工具 按 UTF-16 算哈希（部分 Windows 接口的默认行为），又会得到第三个结果。下面的哈希工具对文本始终使用 UTF-8。
• 看不见的空白。 从网页或终端复制时带上的一个末尾空格就足够了。

校验值不一致时，先比较长度，再比较别的。工具的状态栏会报告摘要是根据多少字节算出来的；你预期是 3 字节，它却显示 4，那多出来的一个 基本就是换行。

摘要长度和可以拿来自检的值

拿这些值去验证任何一个实现是否正确：

对三个字节 abc，MD5 是 900150983cd24fb0d6963f7d28e17f72，SHA-1 是 a9993e364706816aba3e25717850c26c9cd0d89d， SHA-256 是 ba7816bf8f01cfea414140de5dae2223b00361a396177a9cb410ff61f20015ad。SHA-384 与 SHA-512 的十六进制长度分别是 96 和 128。 输入变动一个比特，大约一半的输出比特会翻转，所以”几乎一样”的摘要和完全不同的摘要同样是错的。

MD5 和 SHA-1 到底哪里坏了

“MD5 不安全”的含义很具体：可以构造出两个内容不同、MD5 却相同的输入。2004 年首次公开演示，此后选择前缀碰撞被用于伪造证书，也出现在真实的恶意 软件里。SHA-1 在 2017 年出现了公开的碰撞实例。对于随机的传输错误、磁盘损坏，两者依然能可靠地发现，这也是你在老软件的下载页旁边还能看到它们的原因。

它们不再能做到的，是抵御攻击者。只要对方有能力构造文件，匹配的 MD5 或 SHA-1 就什么也证明不了。涉及攻击者时，请用 SHA-256 或更强的算法，并记住另一个 弱点：和下载链接放在同一个页面上的校验值，可信度只等于这个页面本身。能替换文件的人同样能替换校验值。真正增加信任的是签名，或者通过另一条可信渠道取得的 校验值。工具在表格旁边标注”MD5 是历史遗留的校验和”，就是这个原因。

到底该用哪个

MD5 出自 1992 年的 RFC 1321，SHA-256 属于 2001 年起标准化的 SHA-2 家族，SHA-384 和 SHA-512 也在其中。此外还有 SHA-3，它的内部构造 完全不同，用于将来需要替换 SHA-2 的场合；下面的工具不包含 SHA-3，只提供 MD5、SHA-1、SHA-256、SHA-384 和 SHA-512 五种。

很多人搜”MD5 和 SHA256 区别”，实际想问的是”我该换哪个”。如果现有系统只是用 MD5 做文件去重或缓存键，且没有攻击者能提交文件，那不换也不会 出问题；如果输入来自不可信的人，就应该换，换的成本通常只是把一个函数名和存储字段的长度改一下（32 个字符变 64 个）。

它们都不能用来存密码

密码哈希追求的是慢。MD5 和 SHA-256 设计目标就是快，拿到泄露数据的攻击者用一块 GPU 每秒能试数十亿个候选，不加盐的快速哈希还会被预计算的彩虹表直接 查出来。请使用专门为此设计的方案，如 Argon2id、scrypt、bcrypt 或 PBKDF2，每个用户单独加盐，并通过维护良好的库调用。先用 SHA-256 对密码预处理一次，并不能 解决问题。

带密钥的哈希与长度扩展攻击

要用密钥验证一条消息，请使用 HMAC。看起来顺手的 SHA-256(secret + message) 容易遭受长度扩展攻击：攻击者只要知道摘要和消息长度，就能在不知道密钥的 情况下，算出”原消息加上额外数据”的摘要。这影响 MD5、SHA-1、SHA-256 和 SHA-512，而 SHA-384 这类截断变体不受影响。HMAC 对它们都消除了这个问题。 下面的工具只计算普通摘要，不提供 HMAC。

十六进制和 Base64 是同一个摘要

十六进制与 Base64 只是同一串字节的两种写法。一个 SHA-256 摘要是 64 个十六进制字符，或者 44 个以 = 结尾的 Base64 字符。浏览器的子资源完整性（SRI） 属性使用 Base64 形式，写成 sha384-...，而多数发布的校验值是十六进制，所以工具把两种写法并排显示。比较十六进制时不要区分大小写：A9993E36 和 a9993e36 是同一个值。

怎么校验文件

sha256sum file.iso          # Linux
shasum -a 256 file.iso      # macOS
md5 file.iso                # macOS，MD5

Get-FileHash file.iso -Algorithm SHA256
certutil -hashfile file.iso SHA256

浏览器里 crypto.subtle.digest('SHA-256', bytes) 支持 SHA-1 和 SHA-2 系列，但不支持 MD5，而且只在安全来源（https 或 localhost）下可用。 本页面的工具用页面内的代码计算 MD5，其余通过这个接口完成，所以在普通 http 下你会得到 MD5，并看到其余算法被禁用的提示。文件内容只在当前标签页读入内存，不会上传； 超过 25 MB 的文件会先请你确认再读取。如果文件的哈希和发布方给出的对不上，请对原始下载文件重新校验，而不是对经过邮件客户端或文本编辑器的副本校验。

打开工具: 哈希计算与校验工具

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