【Windows】【macOS】取得檔案雜湊值hashcode（md5、sha）加密技術入門

家門派系

1. 「對稱式加密（Symmetric Encryption）」：

使用同一把鑰匙進行加密、解密 ex: AES家族、DES家族

2. 「雜湊（Hash Function）」 ：極難逆轉的數學摘要運算，用來取得檔案指紋、驗證完整性

ex: MD家族、SHA家族

不是「非對稱加密」，雜湊與加密的體系不同

3. 「非對稱加密（Asymmetric Encryption）」：使用不同鑰匙，運用公鑰加密、私鑰解密

常用在 HTTPS（SSL/TLS）、數位簽章、GPG簽章

ex: RSA家族、ECDSA(橢圓)家族、NTRU(抗量子)

只有雜湊(Hash) 演算法的輸出是「固定長度」

對稱加密／非對稱加密 則是依輸入長度而變動，不是固定長度

雜湊派系

md5(誕生於1992年) 與 sha1(誕生於1995年) 是早期一種古老的雜湊演算法，取檔案的數位指紋

近年來因為碰撞漏洞問題，容易被破解、不再安全

若有安全性考量，建議改為sha256(誕生於2001年)、sha3(誕生於2015年 但尚未普及)

SHA(Secure Hash Algorithm)家族

名稱	所屬家族	位元長度	發表年份	架構類型	安全性現況	備註與應用情境
SHA-0	SHA-1 前身	160 位元	1993	Merkle–Damgård	❌ 已淘汰	很快被撤回，設計有嚴重錯誤
SHA-1	SHA-1	160 位元	1995	Merkle–Damgård	❌ 已破解	2017 年 SHAttered 碰撞攻擊成功
SHA-224	SHA-2	224 位元	2001	Merkle–Damgård	✅ 安全	為嵌入式系統優化的版本
SHA-256	SHA-2	256 位元	2001	Merkle–Damgård	✅ 安全	主流應用：TLS、區塊鏈、JWT、憑證等
SHA-384	SHA-2	384 位元	2001	Merkle–Damgård	✅ 安全	高安全性版本，常用於憑證與簽章
SHA-512	SHA-2	512 位元	2001	Merkle–Damgård	✅ 安全	用於高安全性場景，如軍用或政府用途
SHA3-224	SHA-3	224 位元	2015	Sponge Function (Keccak)	✅ 更安全	完全不同架構，可防長度延伸攻擊
SHA3-256	SHA-3	256 位元	2015	Sponge Function (Keccak)	✅ 更安全	設計為 SHA-256 替代品，尚未普及
SHA3-384	SHA-3	384 位元	2015	Sponge Function (Keccak)	✅ 更安全	研究、密碼學用途為主
SHA3-512	SHA-3	512 位元	2015	Sponge Function (Keccak)	✅ 更安全	尚未主流，安全性最高的 hash 標準之一
SHAKE128	SHA-3 Ext	可變長	2015	Sponge + XOF	✅ 靈活安全	延伸輸出格式（XOF），密碼學應用研究
SHAKE256	SHA-3 Ext	可變長	2015	Sponge + XOF	✅ 靈活安全	適合產生大量隨機數據，防範新型攻擊

MD（Message Digest）家族

MD 系列的密碼架構已過時

因為此套算法具有弱點，可預測、可控制雜湊結果，如何拉長長度都能預測、產生碰撞

名稱代號	發表年份	輸出長度	安全性現況	備註說明
MD1	1989？	未公開	❌ 無實作	幾乎無資料，僅被提及為概念前身
MD2	1989	128 bits	❌ 過時	專為 8-bit 設計，慢且已遭破解
MD3	✘	✘	❌ 被跳過	設計被認為不穩定，從未公開實作
MD4	1990	128 bits	❌ 不安全	計算速度快，但安全性太差，很快被攻破
MD5	1992	128 bits	❌ 已淘汰	最知名版本，曾用於 SSL、檔案驗證
MD6	2008	可變長	⚠️ 尚未廣泛應用	參加 SHA-3 競賽但未勝出，理論強但實作不佳

MD 家族在安全性用途上已經死透了，只能在無風險的情境下使用

Windows

certutil 是 Windows 內建的命令列工具，常用於憑證與安全相關操作

> certutil -hashfile <filename> md5 

> certutil -hashfile <filename> sha256

可支援MD5、SHA1(160-bit)、SHA256、SHA384、SHA512 參數等等

沒帶入參數時，預設使用SHA1

目前尚不支援 SHA3

macOS

macOS指令，相對簡單很多

$ md5 <filename>

$ shasum -a 256 <filename>

1是SHA1、256是SHA256、512是SHA512

跨平台跨系統

（Windows要先安裝openssl）

$ openssl dgst -md5

$ openssl dgst -sha256

可支援 MD5、SHA256、SHA512 等

沒帶入參數時，預設使用md5