深入理解SHA系列哈希算法：安全性的保障与演进

import java.io.FileInputStream;
import java.io.InputStream;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Paths;
import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;

public class SHA256Example {

    public static void main(String[] args) {
        // 字符串哈希示例
        String inputString = "这是一个用于SHA-256哈希的示例字符串";
        String hashOfString = sha256Hash(inputString);
        System.out.println("字符串的SHA-256哈希值: " + hashOfString);

        // 文件哈希示例
        String filePath = "path/to/your/file.txt"; // 替换为你的文件路径
        try {
            String hashOfFile = sha256HashFromFile(filePath);
            System.out.println("文件的SHA-256哈希值: " + hashOfFile);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

        // 验证哈希值（模拟）
        String anotherInputString = "这是一个用于SHA-256哈希的示例字符串";
        String anotherHash = sha256Hash(anotherInputString);
        boolean isVerified = verifyHash(inputString, hashOfString);
        System.out.println("字符串哈希值验证结果: " + isVerified);

        // 注意：由于文件内容可能很大，我们通常不会对整个文件内容再次进行哈希来验证
        // 实际上，我们会保存文件的哈希值，并在需要时重新计算文件的哈希值来进行比较
    }

    /**
     * 计算给定字符串的SHA-256哈希值
     *
     * @param input 待哈希的字符串
     * @return 字符串的SHA-256哈希值
     */
    public static String sha256Hash(String input) {
        try {
            MessageDigest digest = MessageDigest.getInstance("SHA-256");
            byte[] hashBytes = digest.digest(input.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
            // 将字节转换为十六进制格式的字符串
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            for (byte b : hashBytes) {
                sb.append(String.format("%02x", b));
            }
            return sb.toString();
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            throw new RuntimeException("SHA-256哈希算法不可用", e);
        }
    }

    /**
     * 计算给定文件的SHA-256哈希值
     *
     * @param filePath 文件的路径
     * @return 文件的SHA-256哈希值
     * @throws Exception 如果文件读取或哈希计算过程中发生错误
     */
    public static String sha256HashFromFile(String filePath) throws Exception {
        try (InputStream is = new FileInputStream(filePath)) {
            MessageDigest digest = MessageDigest.getInstance("SHA-256");
            byte[] buffer = new byte[8192]; // 读取文件时使用的缓冲区大小
            int read;
            while ((read = is.read(buffer)) != -1) {
                digest.update(buffer, 0, read); // 只更新实际读取的字节
            }
            byte[] hashBytes = digest.digest();
            // 将字节转换为十六进制格式的字符串
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            for (byte b : hashBytes) {
                sb.append(String.format("%02x", b));
            }
            return sb.toString();
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            throw new Exception("SHA-256哈希算法不可用", e);
        }
    }

    /**
     * 验证给定字符串的哈希值是否与期望的哈希值匹配
     *
     * @param input 待验证的字符串
     * @param expectedHash 期望的哈希值
     * @return 如果哈希值匹配则返回true，否则返回false
     */
    public static boolean verifyHash(String input, String expectedHash) {
        String actualHash = sha256Hash(input);
        return actualHash.equalsIgnoreCase(expectedHash);
    }
}