C语言实现SHA-256算法校验文件(win32-API)

2024-08-30 10:44
文章标签 算法 语言 实现 api 256 win32 sha 校验文件

本文主要是介绍C语言实现SHA-256算法校验文件(win32-API)，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

一、前言

在数字化时代，信息安全与数据完整性成为了不可忽视的关键议题。在众多保障数据完整性的方法中，散列函数扮演着至关重要的角色。SHA-256（Secure Hash Algorithm 256）作为一种先进的散列算法，以其高度的安全性和广泛的应用性脱颖而出，尤其在文件校验、密码存储、数字签名等领域展现出了卓越的表现力。

image-20240715164411050

SHA-256算法是SHA-2家族的一员，由美国国家安全局（NSA）设计，经由美国国家标准与技术研究院（NIST）发布。不同于MD5算法，SHA-256不仅提供了更长的散列值长度——256位（32字节），增强了抗碰撞能力，还引入了一系列复杂的数学运算，包括模运算、位移、异或、加法等，以确保即使输入的微小变化也能引起散列值的显著差异，这种特性被称为雪崩效应。SHA-256的输出通常以64位十六进制字符串表示，每一个字符代表4位，总共需要32个字符来完整表示256位的散列值。

在实现文件的SHA-256校验时，C语言结合Win32 API提供了强大的工具集。通过调用CryptoAPI（Cryptographic Application Programming Interface）中的相关函数，可以高效地计算出文件的SHA-256值。CryptoAPI是Windows操作系统内置的加密库，它封装了包括SHA-256在内的多种加密和散列算法，简化了复杂加密操作的实现难度。在C语言环境中，开发者可以通过一系列步骤，如获取加密服务提供者（CSP）句柄、创建散列对象、分块读取文件数据并进行散列计算、获取散列结果等，来完成SHA-256值的计算。这一过程不仅能够确保文件的完整性，还能有效抵御数据篡改和非法访问，尤其是在网络传输和存储环节，SHA-256的校验机制能够为数据的来源和状态提供强有力的验证。

相较于MD5算法，SHA-256在安全性上有着显著的优势。MD5算法由于存在碰撞攻击的风险，即不同的输入可能导致相同的散列值，已被证实不够安全，尤其是对于高安全需求的场景。而SHA-256通过其更长的散列值和更复杂的运算逻辑，极大地降低了碰撞的概率，提升了算法的鲁棒性和安全性。因此，在涉及敏感信息处理、身份验证、电子交易等高风险领域，SHA-256成为了首选的散列算法。

SHA-256算法凭借其强大的数据完整性保护能力和广泛的适用性，在现代信息安全体系中占据了举足轻重的地位。借助C语言与Win32 API的结合，开发者能够轻松地集成SHA-256校验功能，为数据的传输、存储和处理提供了一层坚实的保护罩。无论是对于个人用户还是企业机构，掌握并应用SHA-256算法，都是维护数据安全、防范潜在威胁的重要手段。

二、代码实操

2.1 计算数组的SHA-256值（win32-API）

要在Windows上使用C语言并且不依赖于任何第三方库（如OpenSSL）来计算SHA-256哈希，可以使用Windows Crypto API (Cryptographic Application Programming Interface, CAPI)。

下面是使用Windows Crypto API来计算一个字符串的SHA-256哈希值的示例代码：

#include <windows.h>
#include <wincrypt.h>
#include <stdio.h>void PrintHex(const BYTE *data, DWORD len) {for (DWORD i = 0; i < len; i++) {printf("%02X", data[i]);}
}int main() {HCRYPTPROV hProv = NULL;HCRYPTHASH hHash = NULL;// 定义要计算SHA-256的数组BYTE testData[] = "Hello, this is a test message for SHA-256.";DWORD testDataLen = sizeof(testData) - 1; // 减1是因为数组末尾有'\0'// 初始化Crypto APIif (!CryptAcquireContext(&hProv, NULL, NULL, PROV_RSA_FULL, CRYPT_VERIFYCONTEXT)) {printf("Error: %d\n", GetLastError());return 1;}// 创建一个哈希对象if (!CryptCreateHash(hProv, CALG_SHA_256, 0, 0, &hHash)) {printf("Error: %d\n", GetLastError());CryptReleaseContext(hProv, 0);return 1;}// 添加数据到哈希对象if (!CryptHashData(hHash, testData, testDataLen, 0)) {printf("Error: %d\n", GetLastError());CryptDestroyHash(hHash);CryptReleaseContext(hProv, 0);return 1;}// 获取哈希摘要的大小DWORD dwHashSize = 0;if (!CryptGetHashParam(hHash, HP_HASHVAL, NULL, &dwHashSize, 0)) {printf("Error: %d\n", GetLastError());CryptDestroyHash(hHash);CryptReleaseContext(hProv, 0);return 1;}// 分配内存以保存哈希摘要BYTE *pbHash = (BYTE *)malloc(dwHashSize);if (pbHash == NULL) {printf("Error allocating memory.\n");CryptDestroyHash(hHash);CryptReleaseContext(hProv, 0);return 1;}// 获取哈希摘要if (!CryptGetHashParam(hHash, HP_HASHVAL, pbHash, &dwHashSize, 0)) {printf("Error: %d\n", GetLastError());free(pbHash);CryptDestroyHash(hHash);CryptReleaseContext(hProv, 0);return 1;}// 输出哈希摘要printf("SHA-256 Digest: ");PrintHex(pbHash, dwHashSize);printf("\n");// 清理free(pbHash);CryptDestroyHash(hHash);CryptReleaseContext(hProv, 0);return 0;
}

这个程序初始化Crypto API环境，然后创建一个SHA-256哈希对象。接着，将要计算哈希的数据传递给CryptHashData函数，之后通过CryptGetHashParam获取哈希摘要。最后，使用PrintHex函数打印出十六进制格式的摘要。

2.2 计算数组的SHA-256值（OpenSSL库）

在C语言中使用SHA-256算法计算一段数组数据的散列值，可以选择使用OpenSSL库，下面是一个使用OpenSSL库的C语言代码示例，用于计算一个字节数组的SHA-256散列值，并将其以十六进制格式打印出来。

确保开发环境中已经安装了OpenSSL库。在Visual Studio中，需要在项目属性的“链接器”->“输入”->“附加依赖项”中添加libeay32.lib和ssleay32.lib。如果是使用GCC编译器，编译时需要添加-lcrypto选项。

接下来是C语言代码示例：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <openssl/sha.h>// 函数声明，用于打印字节数据为十六进制
void print_hex(const unsigned char *data, size_t len);int main() {// 定义一个测试数组unsigned char testData[] = "Hello, this is a test message for SHA-256.";// SHA-256摘要长度unsigned int digest_len = SHA256_DIGEST_LENGTH;// 创建一个字节数组存储摘要unsigned char digest[digest_len];// 计算SHA-256摘要SHA256(testData, strlen((const char *)testData), digest);// 打印摘要的十六进制形式printf("SHA-256 Digest: ");print_hex(digest, digest_len);printf("\n");return 0;
}// 函数实现，用于打印字节数据为十六进制
void print_hex(const unsigned char *data, size_t len) {for (size_t i = 0; i < len; i++) {printf("%02x", data[i]);}
}

在这个代码中，定义了一个测试数组testData，使用SHA256函数计算其SHA-256摘要。SHA256_DIGEST_LENGTH是一个宏，定义了SHA-256摘要的长度，即32字节。print_hex函数用于将摘要数据转换为十六进制字符串并打印出来。

2.3 计算文件的SHA-256值（win32-API）

为了使用Win32 API计算一个文件的SHA-256哈希值，需要对文件进行分块读取并逐块添加到哈希上下文中。

下面是一个使用CryptHashData函数和文件I/O函数来计算文件SHA-256哈希值的C语言示例代码：

#include <windows.h>
#include <wincrypt.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>#define BUFFER_SIZE 4096void PrintHex(const BYTE *data, DWORD len) {for (DWORD i = 0; i < len; ++i) {printf("%02X", data[i]);}
}int main(int argc, char **argv) {if (argc != 2) {printf("Usage: %s <filename>\n", argv[0]);return 1;}HCRYPTPROV hCryptProv = NULL;HCRYPTHASH hCryptHash = NULL;HANDLE hFile = CreateFile(argv[1], GENERIC_READ, FILE_SHARE_READ, NULL, OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);if (hFile == INVALID_HANDLE_VALUE) {printf("Failed to open file: %d\n", GetLastError());return 1;}if (!CryptAcquireContext(&hCryptProv, NULL, NULL, PROV_RSA_FULL, CRYPT_VERIFYCONTEXT)) {printf("Error acquiring cryptographic context: %d\n", GetLastError());CloseHandle(hFile);return 1;}if (!CryptCreateHash(hCryptProv, CALG_SHA_256, 0, 0, &hCryptHash)) {printf("Error creating hash object: %d\n", GetLastError());CryptReleaseContext(hCryptProv, 0);CloseHandle(hFile);return 1;}BYTE buffer[BUFFER_SIZE];DWORD bytesRead = 0;while (ReadFile(hFile, buffer, BUFFER_SIZE, &bytesRead, NULL)) {if (bytesRead == 0)break;if (!CryptHashData(hCryptHash, buffer, bytesRead, 0)) {printf("Error hashing data: %d\n", GetLastError());CryptDestroyHash(hCryptHash);CryptReleaseContext(hCryptProv, 0);CloseHandle(hFile);return 1;}}if (GetLastError() != ERROR_SUCCESS) {printf("Error reading file: %d\n", GetLastError());CryptDestroyHash(hCryptHash);CryptReleaseContext(hCryptProv, 0);CloseHandle(hFile);return 1;}DWORD hashSize = 0;if (!CryptGetHashParam(hCryptHash, HP_HASHVAL, NULL, &hashSize, 0)) {printf("Error getting hash size: %d\n", GetLastError());CryptDestroyHash(hCryptHash);CryptReleaseContext(hCryptProv, 0);CloseHandle(hFile);return 1;}BYTE *hash = (BYTE *)malloc(hashSize);if (hash == NULL) {printf("Memory allocation failed.\n");CryptDestroyHash(hCryptHash);CryptReleaseContext(hCryptProv, 0);CloseHandle(hFile);return 1;}if (!CryptGetHashParam(hCryptHash, HP_HASHVAL, hash, &hashSize, 0)) {printf("Error getting hash value: %d\n", GetLastError());free(hash);CryptDestroyHash(hCryptHash);CryptReleaseContext(hCryptProv, 0);CloseHandle(hFile);return 1;}printf("SHA-256 Digest: ");PrintHex(hash, hashSize);printf("\n");free(hash);CryptDestroyHash(hCryptHash);CryptReleaseContext(hCryptProv, 0);CloseHandle(hFile);return 0;
}

这段代码首先检查命令行参数，然后打开指定的文件，并使用CryptAcquireContext和CryptCreateHash初始化加密上下文和哈希对象。接着，从文件中读取数据，每次读取BUFFER_SIZE字节，直到文件结束。对于每个读取的数据块，都调用CryptHashData来更新哈希。最后，它调用CryptGetHashParam来获取最终的哈希值并打印出来。

请注意，BUFFER_SIZE定义了每次读取文件的字节数，可以根据需要调整这个值。如果文件非常大，较大的缓冲区可以提高性能，但也会消耗更多内存。反之亦然，较小的缓冲区会降低内存使用量，但可能需要更多的磁盘I/O操作。

这篇关于C语言实现SHA-256算法校验文件(win32-API)的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/1120598。

相关文章

不懂推荐算法也能设计推荐系统

不懂推荐算法也能设计推荐系统

本文以商业化应用推荐为例，告诉我们不懂推荐算法的产品，也能从产品侧出发， 设计出一款不错的推荐系统。 相信很多新手产品，看到算法二字，多是懵圈的。 什么排序算法、最短路径等都是相对传统的算法（注：传统是指科班出身的产品都会接触过）。但对于推荐算法，多数产品对着网上搜到的资源，都会无从下手。特别当某些推荐算法 和 “AI”扯上关系后，更是加大了理解的难度。 但，不了解推荐算法，就无法做推荐系
阅读更多...
hdu1043（八数码问题，广搜 + hash（实现状态压缩） ）

hdu1043（八数码问题，广搜 + hash（实现状态压缩） ）

利用康拓展开将一个排列映射成一个自然数，然后就变成了普通的广搜题。 #include<iostream>#include<algorithm>#include<string>#include<stack>#include<queue>#include<map>#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<ctype.h>#inclu
阅读更多...
康拓展开（hash算法中会用到）

康拓展开（hash算法中会用到）

康拓展开是一个全排列到一个自然数的双射（也就是某个全排列与某个自然数一一对应） 公式： X=a[n]*(n-1)!+a[n-1]*(n-2)!+...+a[i]*(i-1)!+...+a[1]*0! 其中,a[i]为整数,并且0<=a[i]<i,1<=i<=n。（a[i]在不同应用中的含义不同）； 典型应用： 计算当前排列在所有由小到大全排列中的顺序，也就是说求当前排列是第
阅读更多...
csu 1446 Problem J Modified LCS （扩展欧几里得算法的简单应用）

csu 1446 Problem J Modified LCS （扩展欧几里得算法的简单应用）

这是一道扩展欧几里得算法的简单应用题，这题是在湖南多校训练赛中队友ac的一道题，在比赛之后请教了队友，然后自己把它a掉 这也是自己独自做扩展欧几里得算法的题目 题意：把题意转变下就变成了：求d1*x - d2*y = f2 - f1的解,很明显用exgcd来解 下面介绍一下exgcd的一些知识点：求ax + by = c的解 一、首先求ax + by = gcd(a,b)的解 这个
阅读更多...
综合安防管理平台LntonAIServer视频监控汇聚抖动检测算法优势

综合安防管理平台LntonAIServer视频监控汇聚抖动检测算法优势

LntonAIServer视频质量诊断功能中的抖动检测是一个专门针对视频稳定性进行分析的功能。抖动通常是指视频帧之间的不必要运动，这种运动可能是由于摄像机的移动、传输中的错误或编解码问题导致的。抖动检测对于确保视频内容的平滑性和观看体验至关重要。 优势 1. 提高图像质量 - 清晰度提升：减少抖动，提高图像的清晰度和细节表现力，使得监控画面更加真实可信。 - 细节增强：在低光条件下，抖
阅读更多...
【数据结构】——原来排序算法搞懂这些就行，轻松拿捏

【数据结构】——原来排序算法搞懂这些就行，轻松拿捏

前言：快速排序的实现最重要的是找基准值，下面让我们来了解如何实现找基准值 基准值的注释：在快排的过程中，每一次我们要取一个元素作为枢纽值，以这个数字来将序列划分为两部分。 在此我们采用三数取中法，也就是取左端、中间、右端三个数，然后进行排序，将中间数作为枢纽值。 快速排序实现主框架： //快速排序 void QuickSort(int* arr, int left, int rig
阅读更多...
【C++】_list常用方法解析及模拟实现

【C++】_list常用方法解析及模拟实现

相信自己的力量，只要对自己始终保持信心，尽自己最大努力去完成任何事，就算事情最终结果是失败了，努力了也不留遗憾。💓💓💓 目录   ✨说在前面 🍋知识点一：什么是list？ •🌰1.list的定义 •🌰2.list的基本特性 •🌰3.常用接口介绍 🍋知识点二：list常用接口 •🌰1.默认成员函数 🔥构造函数（⭐） 🔥析构函数 •🌰2.list对象
阅读更多...
【Prometheus】PromQL向量匹配实现不同标签的向量数据进行运算

【Prometheus】PromQL向量匹配实现不同标签的向量数据进行运算

✨✨ 欢迎大家来到景天科技苑✨✨ 🎈🎈 养成好习惯，先赞后看哦~🎈🎈 🏆 作者简介：景天科技苑 🏆《头衔》：大厂架构师，华为云开发者社区专家博主，阿里云开发者社区专家博主，CSDN全栈领域优质创作者，掘金优秀博主，51CTO博客专家等。 🏆《博客》：Python全栈，前后端开发，小程序开发，人工智能，js逆向，App逆向，网络系统安全，数据分析，Django，fastapi
阅读更多...
让树莓派智能语音助手实现定时提醒功能

让树莓派智能语音助手实现定时提醒功能

最初的时候是想直接在rasa 的chatbot上实现，因为rasa本身是带有remindschedule模块的。不过经过一番折腾后，忽然发现，chatbot上实现的定时，语音助手不一定会有响应。因为，我目前语音助手的代码设置了长时间无应答会结束对话，这样一来，chatbot定时提醒的触发就不会被语音助手获悉。那怎么让语音助手也具有定时提醒功能呢？ 我最后选择的方法是用threading.Time
阅读更多...
Android实现任意版本设置默认的锁屏壁纸和桌面壁纸（两张壁纸可不一致）

Android实现任意版本设置默认的锁屏壁纸和桌面壁纸（两张壁纸可不一致）

客户有些需求需要设置默认壁纸和锁屏壁纸  在默认情况下 这两个壁纸是相同的  如果需要默认的锁屏壁纸和桌面壁纸不一样 需要额外修改 Android13实现 替换默认桌面壁纸： 将图片文件替换frameworks/base/core/res/res/drawable-nodpi/default_wallpaper.*  （注意不能是bmp格式） 替换默认锁屏壁纸： 将图片资源放入vendo
阅读更多...

Copyright China编程 23002807@qq.com

沪ICP备2023033072号-2