哈希与 HMAC 在线计算

哈希是把任意长度的内容压成固定长度的「指纹」。不管你输入一个字符还是一部电影，SHA-256 永远输出 256 位（32 字节，十六进制 64 个字符），MD5 永远输出 128 位（32 个字符）。它的用途只有两类：一是校验完整性——文件在下载、拷贝、解压、上传过程中有没有被改动哪怕 1 个比特，哈希值都会完全不同，所以软件官网、镜像站、网盘都会同时给出文件的 MD5 或 SHA-256；二是当作内容的唯一标识——去重、缓存键、Git 的提交号、区块链的区块头，都用哈希值指代内容本身。它不能用来「加密」：哈希是单向的，没有密钥也没有逆运算，把哈希值给出去不等于泄露原文（这正是密码库存密码摘要的原理，但存密码必须用专门设计的慢哈希，不能用这里的通用哈希）。

为什么 MD5 和 SHA-1 已经不适合做安全用途。它们不是「被算出来了」，而是碰撞被实际构造出来了：碰撞指的是找出两段内容不同、哈希值却完全相同的文件。MD5 的碰撞早在 2004 年就被王小云团队从理论上攻破，2008 年出现了能伪造 CA 证书的实用攻击，如今普通电脑几秒就能生成一对碰撞文件；SHA-1 的第一个公开碰撞（SHAttered）在 2017 年由 Google 与 CWI 公布，两个内容不同但 SHA-1 相同的 PDF 摆在眼前，2020 年又出现了成本更低的选前缀碰撞。碰撞一旦可用，签名、证书、校验就都能被伪造：攻击者可以让一份「无害文件」和一份「恶意文件」拥有同一个 MD5，先让你签无害的那份，再把恶意的那份拿去冒充。所以：做校验完整性、兼容老系统，用 MD5 / SHA-1 没关系；做数字签名、证书、口令、防篡改，必须用 SHA-256 及以上。本页把五种算法一次列全，并在 MD5 与 SHA-1 旁标出「不适合安全用途」，就是为了不让「能算出结果」被误读成「可以用来签名」。

为什么同样的内容必须得到同样的哈希值，而文件哈希要连换行都不能改。哈希算法完全按字节算：一个字节的差异会被雪崩效应放大到结果的一半比特都翻转，所以「看着一样」的文本与文件可能哈希完全不同。最常见的坑有三个：Windows 记事本存的换行是 \r\n（CRLF），Linux 与 macOS 是 \n（LF），同一段文字在两种系统里哈希就不一样；文本编辑器自动在文末补一个换行，也会让哈希变化；压缩包重新打包一次（哪怕内容一样）哈希也会变。所以核对文件哈希时，要比对的是同一个文件，不要拿「我复制出来的文本」去和「原文文件的哈希」比。本页文本模式按 UTF-8 编码计算（中文一个字 3 字节、emoji 通常是 4 字节），文件模式按文件的原始字节计算，两者口径一致，可以互相核对。

文件校验的典型场景。① 下载系统镜像或开发工具后，用官网给出的 SHA-256 对照本地哈希，确认没有被镜像站替换或传输损坏；② 从手机往电脑传大文件，两边各算一次 MD5，值一样才敢删掉源文件；③ 团队交接数据包时附一份哈希清单，对方逐个核对，比「应该没问题」可靠得多；④ 排查「文件被谁改过」——把现在的哈希和历史记录一比就知道有没有被动过；⑤ 兼容场景：有些老系统、老接口、老设备只认 MD5，这时仍然得算 MD5，只是要清楚它只保证完整性、不保证抗抵赖。本页的比对区会直接告诉你「匹配」还是「不匹配（差异在第 N 位）」，比肉眼逐字符比对可靠——哈希值恰恰是最不适合肉眼比对的东西，一眼扫过去 64 个十六进制字符，看漏一位的概率非常高。

HMAC 与普通哈希的区别。普通哈希没有密钥：任何人拿到文件都能算出同一个值，所以它能证明「内容没变」，不能证明「这个值是谁给的」，也无法阻止别人改完内容再重算一个哈希附上。HMAC（Hash-based Message Authentication Code）把密钥和消息一起参与运算，输出一个只有知道密钥的人才能生成的签名：接口把参数按约定顺序拼好、用自己的密钥算 HMAC，服务端收到后用同一把密钥重算，两边一致才认——这样即使请求经过不可信的链路，别人既改不了参数（改了签名就不对），也造不出新签名（没有密钥）。所以「校验文件是否损坏」用普通哈希就够了，「证明这个请求来自持有密钥的一方」才需要 HMAC。本页的 HMAC 走浏览器内置接口，密钥支持按文本或按十六进制字节解读。

为什么这些计算必须在你自己的浏览器里完成，而不是「上传到服务器算好再给你」。哈希的输入往往比结果敏感得多：你粘进来的可能是待发布的合同正文、配置文件、含密钥的脚本片段，或者是整份内部资料文件；HMAC 模式下你还得填一个密钥——任何声称「在线 HMAC 计算」却把密钥 POST 到自己服务器的工具，等于让你把密钥交出去。本页的做法是把计算全部留在本地：SHA 系列用浏览器内置的加密接口（crypto.subtle.digest / crypto.subtle.sign），MD5 用随页面下发的小库（js-md5，MIT 许可），文件用浏览器的本地文件读取接口读进内存。整页不发任何上传请求，你可以打开开发者工具的 Network 面板亲自验证：把文件拖进来算一遍，看有没有新的请求出现。页面也不写 localStorage、不写 cookie、不把你的输入写进网址——你算过什么，服务器一无所知。另外请注意一个技术前提：浏览器只在安全上下文（https 或 localhost / 127.0.0.1）里提供 SHA 系列所需的加密接口，如果你通过 http 访问本页，SHA 系列会被浏览器禁用、页面会明确提示，而 MD5 不依赖该接口，仍然可用。