SHA(secure hashing algorithm)表示安全哈希算法.SHA是MD5的修正版本，用于数据摘要和认证。哈希和加密类似，唯一区别是哈希是单项的，即哈希后的数据无法解密。SHA有不同的算法，主要包括SHA-1, SHA-2, SHA-256, SHA-512, SHA-224, and SHA-384等，其中SHA-256是SHA-2家族的一个成员，它把原数据转为256字节固定长度摘要信息，SHA256的内部块大小为32位。本文介绍Golang如何使用sha256算法实现对配置文件的监控。
Golang hash256实现包
hash256包实现了FIPS 180-4规范中定义的SHA224、SHA256哈希算法。主要包括下面几个函数：
func New() hash.Hash: 返回 hash.Hash，用于计算SHA256哈希值。
func Sum256(data []byte) [Size]byte :返回计算SHA256的哈希值。
使用sha256.New()
下面示例使用New()函数返回Hash.hash:
package main
import (
"crypto/sha256"
"fmt"
)
func main() {
h := sha256.New()
h.Write([]byte("this is a password"))
// Calculate and print the hash
fmt.Printf("%x", h.Sum(nil))
}
过程很简单，运行输出结果：
289ca48885442b5480dd76df484e1f90867a2961493b7c60e542e84addce5d1e
使用sha256.Sum256()函数
package main
import (
"crypto/sha256"
"fmt"
)
func main() {
sum := sha256.Sum256([]byte("this is a password"))
fmt.Printf("%x", sum)
}
更简洁，输出结果一样。
下面示例展示两个字符串，尽管只有一个字符微小差异，但生成的hash却完全不同：
package main
import (
"crypto/sha256"
"fmt"
)
func main() {
sum := sha256.Sum256([]byte("this is a password"))
sumCap := sha256.Sum256([]byte("This is a password"))
fmt.Printf("lowercase hash: %x", sum)
fmt.Println("")
fmt.Printf("Capital hash: %x", sumCap)
}
运行输出结果：
lowercase hash: 289ca48885442b5480dd76df484e1f90867a2961493b7c60e542e84addce5d1e
Capital hash: 9ae12b1403d242c53b0ea80137de34856b3495c3c49670aa77c7ec99eadbba6e
监控配置文件变化
我们需要观察文件是否变化，标准实现使用time.Ticker每隔几秒重新计算配置文件的哈希值，如果哈希值发生变化，则重新加载。
获取配置hash值
func getCfgHash() string {
file, err := os.Open("test.cfg")
defer file.Close()
if err != nil {
panic(err)
}
hash := sha256.New()
if _, err := io.Copy(hash, file); err != nil {
panic(err)
}
sum := fmt.Sprintf("%x", hash.Sum(nil))
return sum
}
上面方法步骤：
- 打开配置文件
- 从crypto/sha256创建hash.Hash对象
- 解析文件内容到hash对象
- 调用Sum方法获得hash值
上面示例中test测试文件，可以随便输入一些内容，生成文件hash值。
下面实现比较hash值方法：
func compare(new string) bool {
var oldStr = ""
oldFile, _ := os.Open("tmp.hash")
oldBytes, _ := io.ReadAll(oldFile)
oldStr = string(oldBytes)
oldFile.Close()
if oldStr != new {
newFile, _ := os.Create("tmp.hash")
fmt.Println("new hash:", new)
newFile.WriteString(new)
RefreshCfg()
return false
}
return true
}
先加载上一次保存的配置文件hash值，与本次传入最新hash值进行比较，如不同则保存最新hash值用于下一次比较，同时调用RefreshCfg()方法，该方法是具体业务实现，这里仅给出空实现：
func RefreshCfg() {
fmt.Println(" refresh config information.")
}
最后是main函数部分：
func main() {
// 先记录配置文件hash值
cfgHash := getCfgHash()
fmt.Println("cfg hash:", cfgHash)
file, _ := os.Create("tmp.hash")
file.WriteString(cfgHash)
file.Close()
// define an interval and the ticker for this interval
interval := time.Duration(2) * time.Second
// create a new Ticker
tk := time.NewTicker(interval)
// start the ticker by constructing a loop
for range tk.C {
fmt.Println("time running...")
loadStr := getCfgHash()
if !compare(loadStr) {
fmt.Println("config file has changed...")
}
}
}
首先保存当前配置文件的Hash值。然后利用Ticker每2秒比较一次比较。运行程序修改配置文件，可以立刻看到程序监控到变化并调用RefreshCfg方法。
下面给出完整代码实现：
package main
import (
"crypto/sha256"
"time"
"fmt"
"io"
"os"
)
func main() {
// 先记录配置文件hash值
cfgHash := getCfgHash()
fmt.Println("cfg hash:", cfgHash)
file, _ := os.Create("tmp.hash")
file.WriteString(cfgHash)
file.Close()
// define an interval and the ticker for this interval
interval := time.Duration(2) * time.Second
// create a new Ticker
tk := time.NewTicker(interval)
// start the ticker by constructing a loop
for range tk.C {
fmt.Println("time running...")
loadStr := getCfgHash()
if !compare(loadStr) {
fmt.Println("config file has changed...")
}
}
}
func RefreshCfg() {
fmt.Println(" refresh config information.")
}
func getCfgHash() string {
file, err := os.Open("test.cfg")
defer file.Close()
if err != nil {
panic(err)
}
hash := sha256.New()
if _, err := io.Copy(hash, file); err != nil {
panic(err)
}
sum := fmt.Sprintf("%x", hash.Sum(nil))
return sum
}
func compare(new string) bool {
var oldStr = ""
oldFile, _ := os.Open("tmp.hash")
oldBytes, _ := io.ReadAll(oldFile)
oldStr = string(oldBytes)
oldFile.Close()
if oldStr != new {
newFile, _ := os.Create("tmp.hash")
fmt.Println("new hash:", new)
newFile.WriteString(new)
RefreshCfg()
return false
}
return true
}
总结
数据加密算法规范非常复杂，在大多数应用场景中需要广泛研究。但Golang提供了专门的库，实现了许多流行的加密算法。本文演示了如何使用crypto/sha256对配置文件进行监控，变化则重新加载配置文件。
