sha1 sha256 md5 crc32几种摘要签名算法的效率，及实现对比及分析

最近使用到了加密算法，仔细对比了几种加密算法的效率以及实现方法。
我们选择了一个差不多1G大小的system.img来分别计算下这四种不同的摘要信息，我们写了一个脚本来计算，更方便我们查看对比结果：

date -u +%r
sha256sum system.img
date -u +%r
sha1sum system.img
date -u +%r
md5sum system.img
date -u +%r
cksum system.img
date -u +%r

我们执行下这个脚本，打印如下：
我们计算下时间：

sha256：    5s             64字符

sha1：        3s             40字节

md5：         2s             32字节

crc32：        3s            10字节

从时间上来看：md5 < sha1 = crc32 < sha256

从摘要长度看：crc32 < md5 < sha1 < sha256

这个我们是直接使用现有的工具计算速度，我们代码中如何计算呢，我们以sha1为例，使用C代码计算下system.img摘要信息

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <openssl/sha.h>
 
#define BUFFER_SIZE  (10*1024*1024)
 
static const char hex_chars[] = "0123456789abcdef";
 
void convert_hex(unsigned char *md, unsigned char *mdstr) {
 
    int i;
    int j = 0;
    unsigned int c;
 
    for (i = 0; i < 20; i++) {
        c = (md[i] >> 4) & 0x0f;
        mdstr[j++] = hex_chars[c];
        mdstr[j++] = hex_chars[md[i] & 0x0f];
    }
    mdstr[40] = '\0';
}
 
 
int main(int argc, char **argv) {
 
    int read = 0;
    SHA_CTX shactx;
    char md[SHA_DIGEST_LENGTH];
    char mdstr[40];
 
    SHA1_Init(&shactx);
 
    FILE *p=fopen(argv[1], "r");
    if (p==NULL) {
        printf("open %s failed!\n", argv[1]);
        return -1;
    }
 
    unsigned char *buf = (unsigned char *)malloc(BUFFER_SIZE);
    if (buf == NULL) {
        printf("malloc %d failed!\n", BUFFER_SIZE);
        fclose(p);
        return -1;
    }
 
    while(!feof(p)) {
        read = fread(buf, 1, BUFFER_SIZE, p);
        SHA1_Update(&shactx, buf, read);
    }
 
    free(buf);
    buf = NULL;
    fclose(p);
 
    SHA1_Final(md, &shactx);
    convert_hex(md, mdstr);
    printf ("Result of SHA1 : %s\n", mdstr);
    return 0;
 
}

我们直接编译gcc main.c -lcrypto 生成a.out可执行文件：

date -u +%r
./a.out system.img
date -u +%r

执行结果如下：

11:50:22 AM
Result of SHA1 : 2f5c5a4664026c6a9a1f330f6510d7d9efc2910f
11:50:24 AM

差不多2s，就可以计算出sha1值，好像比我们之前使用工具计算的3s还有快一些，我们每次读的缓存是10M，是不是跟这个有关系呢，我们对比下不同的缓存大小的情况：我们把BUFFER_SIZE大小修改为1M与100M再次计算：

1M时：（耗时2s）

11:53:04 AM
Result of SHA1 : 2f5c5a4664026c6a9a1f330f6510d7d9efc2910f
11:53:06 AM

100M时：（耗时2s）

11:53:39 AM
Result of SHA1 : 2f5c5a4664026c6a9a1f330f6510d7d9efc2910f
11:53:41 AM

综上对比，计算sha1值时，跟每次计算的缓存大小关系不大，主要的耗时还是在数据计算过程。

sha1 sha256 md5 crc32几种摘要签名算法的效率，及实现对比及分析

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