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怎麼使用Java計算修改文件的MD5值

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May 29, 2023 am 08:16 AM

javamd5

什麼是 MD5 ？

MD5（Message Digest Algorithm，資訊摘要演算法），一種被廣泛使用的密碼雜湊函數，可以產生一個128位元（16位元組）的雜湊值（hash value），用於確保訊息傳輸完整一致。它後面這個數字 5 是因為它是為了取代 MD4 而發明的。 簡單的理解，它的作用就是給文件一個唯一標識。 如果我們修改了一個檔案的副檔名，檔案可能會打不開，但對於 MD5 來說，並沒有什麼改變。所以對於一個文件，進行任何的重新命名對於md5校驗都是沒有用的。

MD5 的應用

這裡只提幾點我見過的比較頻繁的應用。

下載檔案校驗

因為網路並不是完美的，下載大檔案的過程中可能會出錯（小檔案也會，但是通常越大的檔案幾率越大），這是很正常的現象，網路出現波動是很正常的。所以，通常有些軟體的jar或開發工具會額外提供一個檔案的md5值下載（因為它很小，通常認為是不會出錯的），用於用戶校驗檔案是否下載錯誤。但是現在網路也是越來越好了，基本上不會錯。因此，如果使用者的網路狀況較差，下載後務必進行校驗以防出錯。）

上傳檔案

相較之下，md5值上傳檔案的應用程式範圍就更大了。這裡主要的用途是為了檔案去重和檔案過濾。

檔案去重

我們知道用戶上傳的檔案中，一般都是有很多重複的，如最近流行的電影、電視劇、遊戲或其它的流行資源。其實它們佔據了使用者上傳檔案的很大一部分，所以對於同一份資源，只需要儲存一份就可以了。試想一下，一萬個用戶（一萬可能都少了）上傳了同一份 4GB 的電影，那麼總共需要磁碟容量：4*10000 GB。如果只是上傳一份，對於其它用戶的上傳只是在本地計算文件的md5值，如果相同就認為是同一個文件，那麼就只需要4GB 空間就足夠了（當然，這裡忽略了記錄信息的空間大小，但是相比於文件本身的大小，這些資訊還是很小的）。大家可以想一下，這樣對於空間的節約是多麼巨大的。
大家生活中，應該經常用到，上傳一個幾個GB 的大文件，居然幾秒鐘就完成了，但是稍微有點網絡知識的都知道，網絡的上傳速率是小於下載速率的（這只是對終端使用者來說），下載都達不到的速度，上傳更是不可能的。所以，它應該只是進行了一個檔案md5值的計算過程，根據計算的結果，如果有就不上傳，只是記錄一下使用者擁有這個檔案而已。如果沒有的話，就老實上傳，當然了，這個過程通常很慢。

檔案過濾

有一些檔案涉及到版權和政策的關係，是不允許使用者上傳的。所以，對於用戶上傳檔案也會進行校驗，然後和後台的黑名單匹配（應該是這樣的），如果匹配成功的話，那麼文件是無法上傳或上傳的文件已經被處理掉了。這樣方法的效率很高的，通常使用者所謂的亂改名操作是完全沒有用的。 所以，使用者一定要遵守政策和相關平台的規定。

修改檔案的 MD5 值

一般情況下，只要改變了檔案的二進位內容，檔案的md5值一定會改變的。通常有利用壓縮檔案的方式，將多個檔案壓縮上傳的方式，這樣壓縮檔案的 md5值也會改變，但是有的平台也是可以解壓縮檔案的，所以這樣也不是萬能的。但是透過程式修改和還原檔案的二進位資料還是比較容易地，使用Java的流幾乎可以對與檔案進行任何操作（例如對於檔案的每個位元組進行加密，這樣想還原這個檔案就是很難的，或者只是加密一段或先建立一個文件，先向文件寫入一段固定的數字，再寫入相關文件的數據，這樣也是很不錯的方法。）。對於文件來說，我們可以簡單地把它看出是一連串連續地二進位流（邏輯上），將它合併（增加）或者截斷（減少）是很簡單地操作，這裡就是簡單的涉及文件和IO流的知識了。

一個簡單的計算md5 的程式

這個程式是Java網路程式設計上面的，這裡去掉了線程，簡化了一下操作，反正只是用來計算md5值，不需要使用者的其它操作。

import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.security.DigestInputStream;
import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;

import javax.xml.bind.DatatypeConverter;

public class TestMD5 {
	public static void main(String[] args){
		for (String filepath : args) {
			String md5 = computeMD5(new File(filepath));
			System.out.println(md5);
		}
	}
	
	
	private static String computeMD5(File file) {
		DigestInputStream din = null;
		try {
			MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance("MD5");
			//第一个参数是一个输入流
			din = new DigestInputStream(new BufferedInputStream(new FileInputStream(file)), md5);
			
			byte[] b = new byte[1024];
			while (din.read(b) != -1);
		
			byte[] digest = md5.digest();
			
			StringBuilder result = new StringBuilder(file.getName());
			result.append(": ");
			result.append(DatatypeConverter.printHexBinary(digest));
			return result.toString();
		} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		} finally {
			try {
				if (din != null) {
					din.close();
				}
			} catch (IOException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		return null;
	}
}

運行結果

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