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# 前言

一篇简单的 OpenSSL 散列使用经验，偶尔更新。

# 获取帮助

openssl dgst -h

输出如下：

Usage: dgst [options] [file...]
General options:
 -help               Display this summary
 -list               List digests
 -engine val         Use engine e, possibly a hardware device
 -engine_impl        Also use engine given by -engine for digest operations
 -passin val         Input file pass phrase source
Output options:
 -c                  Print the digest with separating colons
 -r                  Print the digest in coreutils format
 -out outfile        Output to filename rather than stdout
 -keyform format     Key file format (ENGINE, other values ignored)
 -hex                Print as hex dump
 -binary             Print in binary form
 -xoflen +int        Output length for XOF algorithms. To obtain the maximum security strength set this to 32 (or greater) for SHAKE128, and 64 (or greater) for SHAKE256
 -d                  Print debug info
 -debug              Print debug info
Signing options:
 -sign val           Sign digest using private key
 -verify val         Verify a signature using public key
 -prverify val       Verify a signature using private key
 -sigopt val         Signature parameter in n:v form
 -signature infile   File with signature to verify
 -hmac val           Create hashed MAC with key
 -mac val            Create MAC (not necessarily HMAC)
 -macopt val         MAC algorithm parameters in n:v form or key
 -*                  Any supported digest
 -fips-fingerprint   Compute HMAC with the key used in OpenSSL-FIPS fingerprint
Random state options:
 -rand val           Load the given file(s) into the random number generator
 -writerand outfile  Write random data to the specified file
Provider options:
 -provider-path val  Provider load path (must be before 'provider' argument if required)
 -provider val       Provider to load (can be specified multiple times)
 -propquery val      Property query used when fetching algorithms
Parameters:
 file                Files to digest (optional; default is stdin)


# 计算文件摘要


这是 openssl dgst  中最简单也是最常见的命令，例如计算一个文件的 SHA-256 摘要：


openssl dgst -SHA-256 _config.yml
此命令通过 SHA-256 散列算法计算当前工作目录下 _config.yml  文件的摘要，这是它的输出：


SHA2-256(_config.yml)= 10d90acf0a106d5258830937cf59bb8ecc3078c91efaecccd2212b9a8b93f98b


# 列出散列算法


OpenSSL 可以使用以下指令列出其支持的散列算法，根据版本而异：


openssl dgst -list
个人使用的 OpenSSL 是 3.1.2，它的输出如下：


Supported digests:
-blake2b512                -blake2s256                -md4
-md5                       -md5-sha1                  -mdc2
-ripemd                    -ripemd160                 -rmd160
-sha1                      -sha224                    -sha256
-sha3-224                  -sha3-256                  -sha3-384
-sha3-512                  -sha384                    -sha512
-sha512-224                -sha512-256                -shake128
-shake256                  -sm3                       -ssl3-md5
-ssl3-sha1                 -whirlpool
# 散列算法简单介绍


# BLAKE2B-512


基于 Chacha20 的一种非常强大的散列函数，强度超过 SHA-2，接近 SHA-3，同时运行效率超过 SHA-3，输出为 512 位。


# BLAKE2S-256


基于 Chacha20 的一种非常强大的散列函数，强度超过 SHA-2，接近 SHA-3，同时运行效率超过 SHA-3，输出为 256 位。


# MD4


Ron Rivest 设计的一种散列函数，输出 128 位，已经被证明存在碰撞。


# MD5


Ron Rivest 设计的一种散列函数，输出 128 位，已经被证明存在碰撞。虽然非常常用，但是已经过时。


# SSL3-MD5


就是 MD5。


# MD5-SHA-1


一种双重散列，计算 MD5 值的 SHA-1 摘要以避免这两个算法各自的弱点。个人觉得不如 SHA-256，这个用法也不常见。


# MDC-2


基于分组密码的一种散列函数，输出取决于底层使用的分组密码。


# RIPEMD


基于 MD4 设计的一种散列算法，输出默认为 160 位，不常见，并且存在碰撞。


# RIPEMD-160


RIPEMD 的 160 位版本，也就是默认实现。


# RMD-160


就是 RIPEMD-160。


# SHA-1


NIST 发布的一个早期散列算法，输出为 160 位，极为常见，虽然安全性比 MD5 要高一些，但仍然存在碰撞和前缀冲突攻击。


# SSL3-SHA-1


就是 SHA-1。


# SHA-224


NIST SHA-2 散列算法标准之一，采用 SHA-256 不同的初始值并截断输出而来，输出 224 位。安全性强大。


# SHA-256


NIST SHA-2 散列算法标准之一，最为常见的散列函数之一，输出 256 位，安全性强大，常用于 HMAC、文件校验等。


# SHA-384


NIST SHA-2 散列算法标准之一，采用 SHA-512 不同的初始值并截断输出而来，输出 384 位，安全性强大。


# SHA-512


NIST SHA-2 散列算法标准之一，最为常见的散列函数之一，输出 512 位，安全性强大，常用于 HMAC、文件校验等。


# SHA-512-224


把 SHA-512 的输出截断为 224 位得到，常用于 HMAC。


# SHA-512-256


把 SHA-512 的输出截断为 256 位得到，常用于 HMAC。


# SHA-3-224


NIST SHA-3 散列算法标准之一，可用于替换 SHA-224，输出 224 位。SHA-3 通常被认为比 SHA-2 更安全。


# SHA-3-256


NIST SHA-3 散列算法标准之一，可用于替换 SHA-256，输出 256 位。SHA-3 通常被认为比 SHA-2 更安全。


# SHA-3-384


NIST SHA-3 散列算法标准之一，可用于替换 SHA-384，输出 384 位。SHA-3 通常被认为比 SHA-2 更安全。


# SHA-3-384


NIST SHA-3 散列算法标准之一，可用于替换 SHA-512，输出 512 位。SHA-3 通常被认为比 SHA-2 更安全。


# SHAKE-128


NIST SHA-3 散列算法标准之一，输出可扩展，默认 128 位。


# SHAKE-256


NIST SHA-3 散列算法标准之一，输出可扩展，默认 256 位。


# SM3


国密算法散列函数，输出 256 位，设计方面强度对标 SHA-256，安全性可靠，但并未经过广泛验证，使用场景有限。


# Whirlpool


一个基于大幅修改的 AES 结构的散列算法，输出 512 位，安全性非常强大。




# 输出选项说明


# -c


通过冒号，逐字节分隔 16 进制输出，两个十六进制数为一组，例如：


openssl dgst -SHA-256 -c _config.yml
输出如下：


SHA2-256(_config.yml)= 10:d9:0a:cf:0a:10:6d:52:58:83:09:37:cf:59:bb:8e:cc:30:78:c9:1e:fa:ec:cc:d2:21:2b:9a:8b:93:f9:8b
# -r


以 Coreutils 格式打印摘要，使其更容易与 GNU 工具集成，例如：


openssl dgst -SHA-256 -r _config.yml
输出如下：


10d90acf0a106d5258830937cf59bb8ecc3078c91efaecccd2212b9a8b93f98b *_config.yml
# -out outfile


将摘要输出到一个文件中，而非 stdout，例如：


openssl dgst -SHA-256 -out hash.txt _config.yml
摘要值将被输出到 hash.txt  文件当中。


# -keyform format


指定密钥文件格式，可以接受 PEM, DER, ENG 等格式，例如：


openssl dgst -SHA-256 -sign private_key.pem -keyform PEM -out signature,bin data.txt
# -hex


以 16 进制输出摘要，这个是默认行为，一般来说不加也是这样，例如：


openssl dgst -SHA-256 _config.yml
和


openssl dgst -SHA-256 -hex _config.yml
它们的输出一样：


SHA2-256(_config.yml)= 10d90acf0a106d5258830937cf59bb8ecc3078c91efaecccd2212b9a8b93f98b
# -binary


以二进制输出摘要，例如：


openssl dgst -SHA-256 -binary _config.yml
此时一般会看到一团乱码，因为它会尝试以 UTF-8 之类的字符集进行解析：


??mRX?7蟉粠?x?桃!+殝擓
可以尝试把它输出到文件：


openssl dgst -SHA-256 -binary -out hash.bin _config.yml
# -xoflen +int


对于可扩展输出函数（eXtendable-Output Functions)，例如 SHAKE-128，SHAKE-256 等，指定其输出长度。


例如，这是默认的 SHAKE-128：


openssl dgst -SHAKE-128 _config.yml
它的输出为 128 位：


SHAKE-128(_config.yml)= 963197743bcc929737752110337fffd9
使用 xoflen +int  用户可以随意地调节它的输出字节数，对于 SHAKE-128 而言至多 32 字节（256 位），对于 SHAKE-256 而言至多 64 字节（512 位）。


例如，将输出调节为 24 字节（192 位）：


openssl dgst -SHAKE-128 -xoflen 24 _config.yml
输出如下：


SHAKE-128(_config.yml)= 963197743bcc929737752110337fffd9662119d7a9b5c158
将输出调节为 32 字节（256 位）：


openssl dgst -SHAKE-128 -xoflen 32 _config.yml
输出如下：


SHAKE-128(_config.yml)= 963197743bcc929737752110337fffd9662119d7a9b5c1589e93f9295bf8087a
# -d 或 -debug


输出 debug 信息，例如：


openssl dgst -SHA-256 -d _config.yml
输出为：


BIO[0x1fd3574d080]: ctrl(6) - FILE pointer
BIO[0x1fd3574d080]: ctrl return 0
BIO[0x1fd3574d080]: ctrl(108) - FILE pointer
BIO[0x1fd3574d080]: ctrl return 1
BIO[0x1fd3574d080]: ctrl(10) - FILE pointer
BIO[0x1fd3574d080]: ctrl return 0
BIO[0x1fd3574d080]: ctrl(2) - FILE pointer
BIO[0x1fd3574d080]: ctrl return 0
BIO[0x1fd3574d080]: read(0,8192) - FILE pointer
BIO[0x1fd3574d080]: read return 1 processed: 3814
BIO[0x1fd3574d080]: ctrl(10) - FILE pointer
BIO[0x1fd3574d080]: ctrl return 0
BIO[0x1fd3574d080]: ctrl(2) - FILE pointer
BIO[0x1fd3574d080]: ctrl return 1
SHA2-256(_config.yml)= 10d90acf0a106d5258830937cf59bb8ecc3078c91efaecccd2212b9a8b93f98b
BIO[0x1fd3574d080]: ctrl(1) - FILE pointer
BIO[0x1fd3574d080]: ctrl return 0
BIO[0x1fd3574d080]: Free - FILE pointer