如何识别文件的真假

原文转载自 「阮一峰的网络日志」 (http://www.ruanyifeng.com/blog/2019/11/hash-sum.html)

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每个人都下载文件,大家有没有想过,文件可能是假的,尤其来自网盘或专门的下载站。

本文就来谈谈如何识别文件的真假。

一、XcodeGhost 事件

我们从一件真实的事件说起。

2015年9月,苹果手机的一些 App 被发现向可疑网站发送数据。进一步调查确认,可疑代码是 Xcode 打包时植入的。也就是说,开发者的编程工具 Xcode 被动过手脚了。

腾讯的安全团队公布调查报告,应用商店的前 5000 名应用有76个被感染。360 应用商店检查后发现,共有1076个 App 被感染,包括微信、网易云音乐、滴滴打车、高德地图、12306、同花顺等热门应用。苹果公司将所有被感染的版本,都从官方软件商店下架了。这个事件就称为 XcodeGhost 事件

国家互联网应急中心专门发出了预警通知。

追查下去,那些动过手脚的 Xcode 都不是从官方渠道下载的,而是来自网盘或下载站。一个网名"coderfun"的人,在各种 iOS 开发者论坛或者微博留言,引诱其他开发者下载修改过的 Xcode,版本从 Xcode 6.1 到 6.4。

事后,这位 coderfun 发出致歉公告,表示这只是自己的一次实验,没有恶意。但是,这个事件足以引起警惕,任何下载的文件都不一定安全,很可能被修改过或植入恶意代码。

二、软件的防伪措施

为了防止来源不明的软件,很多平台都有签名机制。软件发布必须由认证过的开发商,使用平台的密钥签名。如果用户安装未签名的软件,平台会弹出警告,阻止安装。下面就是 MacOS 的警告。

但是,不可能所有开发者都去认证,尤其是认证要收费。而且,用户对这种警告不在乎,一般都会忽略或手动关闭。所以,这种做法的效果不明显。

目前的常用做法是,软件发布时,同时给出哈希码和签名文件。前者保证没有被第三方修改,后者保证确实出自原始作者。

举例来说,Linux 的发行版 Manjaro 除了提供原始的 iso 文件,还提供另外三个文件:sha1 哈希文件、sha 256 哈希文件和 sig 签名文件。 它们保证了软件的真实性。

三、哈希码验证

哈希码指的是,文件内容经过哈希函数的计算,会返回一个独一无二的字符串。哪怕原始内容只改动一个字节,哈希码也会完全不同。用户下载软件后,只要计算一下哈希码,再跟作者给出的哈希码比较一下,就会知道软件有没有被改动。

目前,常用的三种哈希函数是 MD5、SHA1 和 SHA256。其中,SHA256 最安全,SHA1 次之,MD5 垫底。一般来说,软件至少会提供其中一种哈希码。

下面是哈希码的验证方法。

(1)Linux 系统

Linux 系统直接用md5sumsha1sumsha256sum这三个命令,计算哈希码。


$ md5sum foo.zip
$ sha1sum foo.zip
$ sha256sum foo.zip

上面命令返回文件foo.zip的三种哈希码。用户再跟作者给出的哈希码比对。如果不一致,文件就是被改动了,或者没有完整下载。

有时,就像前面 Manjaro 的例子,哈希码不是写在网页上,而是作为一个单独的文本文件下载。这时可以使用-c参数。


$ md5sum -c foo.zip.md5file
$ sha1sum -c foo.zip.sha1file
$ sha256sum -c foo.zip.sha256file

上面命令会返回哈希码的比对结果,直接告诉用户是否一致。

(2)Mac 系统

MacOS 的验证命令需要自己安装。


$ brew install md5sha1sum

执行上面命令以后,md5sumsha1sum 就可以使用了。至于 sha256sum 要用 shasum -a256 命令代替。

(3)Windows 系统

Windows 可以下载安装免费软件 Quick hash 或者 Raymond's MD5 & SHA Checksum Utility。其中,Quick hash 是跨平台的,还支持 Linux 和 MacOS。

四、签名验证

哈希码只能保证文件内容没有修改,但是哈希码本身也有可能仿冒,完全可能连带原始文件一起造假。

文件签名能解决这个问题。软件发布时,作者用自己的私钥,对发布的软件生成一个签名文件(Manjaro 例子的 sig 文件),用户使用作者的公钥验证签名文件。

第一步,下载公钥。

软件的官网一般都会给出作者公钥的下载方法。比如,Manjaro 就可以从 GitHub 仓库下载公钥。


$ wget github.com/manjaro/packages-core/raw/master/manjaro-keyring/manjaro.gpg

公钥也有可能放在专门的公钥服务器,这时可以使用gpg命令在从公钥服务器下载。


$ gpg --keyserver hkp://eu.pool.sks-keyservers.net --search-keys [公钥 ID]

上面命令会列出搜索结果,让你选择是否下载某一个公钥。--keyserver参数指定公钥服务器,search-keys参数给出搜索参数,可以是作者的名称,也可以是公钥的指纹。

gpg命令在 Linux 下可以直接使用,MacOS 和 Windows 需要安装 GnuPG

第二步,导入公钥。

下载得到公钥后,将其导入操作系统。


$ gpg --import [公钥文件]

如果有完整的公钥指纹,gpg 命令的 --recv-key参数可以直接从服务器导入公钥。


$ gpg --keyserver hkp://keyserver.ubuntu.com:80 --recv-key "27DE B156 44C6 B3CF 3BD7 D291 300F 846B A25B AE09"

第三步,验证签名。

导入公钥以后,就可以验证签名文件(后缀名为 sig的 文件)了。


# 用法一
$ gpg --verify [签名文件]

# 用法二
$ gpg --verify [签名文件] [原始文件]

上面命令的两种用法,效果是一样的。但是,用法一要求原始文件与签名文件同名,且在一个目录下。比如,签名文件是foo.iso.sig,原始文件必须是同目录下的foo.iso

签名文件一般包括完整的公钥指纹,所以也可以跳过上面的第一步和第二步,直接从公钥服务器获取公钥,验证签名。


$ gpg --keyserver-options auto-key-retrieve --verify [签名文件]

(完)

文档信息

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  • 发表日期: 2019年11月26日
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