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如何在移动设备上为大文件获得快速的文件哈希算法

 2023-01-20    309  

问题描述

序言
然而，我在测试MD5，ADLER32和CRC32上在100MB文件上进行的一个重要发现，这是奇怪的是需要同一时间.我猜这只意味着两件事之一，在Android设备上，文件系统是瓶颈，它不能足够快地馈送算法，或者我在实现JNI的基本错误中犯了一个基本错误，我可以使用的算法.

使用MD5的小文件，例如图像，MP3和10MB以下的文件，请花费几秒钟
算法.

如何在移动设备上为大文件获得快速的文件哈希算法

我的问题是我的文件大小超过100-700MB.

我的要求是下载文件需要匹配原始源文件.

我做了一些测试，用于制作100MB大小的文件的MD5哈希.

在设备HTC Desire Android v2.2上，我同时运行JNI本机测试和
Java MessageDigest.getInstance(“MD5”);测试.

两个测试都计算了同一文件的MD5，并且两个测试都以相同的时间长度1-2min进行近似.我已经调试了.

我的理解是，本机测试会更快.

我该如何在上述设备上让散列时间降低100MB的10-15秒.
当然，这是碰撞准确性的成本，但我可以忍受一百万分之一的哈希人并不相同.

更新
我没有C大师，但这是我的MD5测试C代码.这一速度的速度不比Java MessageDigest快得多.感觉就像我在Android Main UI线程上运行.

#include <android/log.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <time.h>
#include <string.h>
#include <inttypes.h>
#include <jni.h>
#include <stdlib.h>
/* typedef a 32 bit type */
typedef unsigned long int UINT4;

/* Data structure for MD5 (Message Digest) computation */
typedef struct {
  UINT4 i[2];                   /* number of _bits_ handled mod 2^64 */
  UINT4 buf[4];                                    /* scratch buffer */
  unsigned char in[64];                              /* input buffer */
  unsigned char digest[16];     /* actual digest after MD5Final call */
} MD5_CTX;

void MD5Init ();
void MD5Update ();
void MD5Final ();



/* forward declaration */
static void Transform ();

static unsigned char PADDING[64] = {
  0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
  0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
  0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
  0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
  0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
  0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
  0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
  0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00
};

/* F, G and H are basic MD5 functions: selection, majority, parity */
#define F(x, y, z) (((x) & (y)) | ((~x) & (z)))
#define G(x, y, z) (((x) & (z)) | ((y) & (~z)))
#define H(x, y, z) ((x) ^ (y) ^ (z))
#define I(x, y, z) ((y) ^ ((x) | (~z)))

/* ROTATE_LEFT rotates x left n bits */
#define ROTATE_LEFT(x, n) (((x) << (n)) | ((x) >> (32-(n))))

/* FF, GG, HH, and II transformations for rounds 1, 2, 3, and 4 */
/* Rotation is separate from addition to prevent recomputation */
#define FF(a, b, c, d, x, s, ac) \
  {(a) += F ((b), (c), (d)) + (x) + (UINT4)(ac); \
   (a) = ROTATE_LEFT ((a), (s)); \
   (a) += (b); \
  }
#define GG(a, b, c, d, x, s, ac) \
  {(a) += G ((b), (c), (d)) + (x) + (UINT4)(ac); \
   (a) = ROTATE_LEFT ((a), (s)); \
   (a) += (b); \
  }
#define HH(a, b, c, d, x, s, ac) \
  {(a) += H ((b), (c), (d)) + (x) + (UINT4)(ac); \
   (a) = ROTATE_LEFT ((a), (s)); \
   (a) += (b); \
  }
#define II(a, b, c, d, x, s, ac) \
  {(a) += I ((b), (c), (d)) + (x) + (UINT4)(ac); \
   (a) = ROTATE_LEFT ((a), (s)); \
   (a) += (b); \
  }

void MD5Init (mdContext)
MD5_CTX *mdContext;
{
  mdContext->i[0] = mdContext->i[1] = (UINT4)0;

  /* Load magic initialization constants.
   */
  mdContext->buf[0] = (UINT4)0x67452301;
  mdContext->buf[1] = (UINT4)0xefcdab89;
  mdContext->buf[2] = (UINT4)0x98badcfe;
  mdContext->buf[3] = (UINT4)0x10325476;
}

void MD5Update (mdContext, inBuf, inLen)
MD5_CTX *mdContext;
unsigned char *inBuf;
unsigned int inLen;
{
  UINT4 in[16];
  int mdi;
  unsigned int i, ii;

  /* compute number of bytes mod 64 */
  mdi = (int)((mdContext->i[0] >> 3) & 0x3F);

  /* update number of bits */
  if ((mdContext->i[0] + ((UINT4)inLen << 3)) < mdContext->i[0])
    mdContext->i[1]++;
  mdContext->i[0] += ((UINT4)inLen << 3);
  mdContext->i[1] += ((UINT4)inLen >> 29);

  while (inLen--) {
    /* add new character to buffer, increment mdi */
    mdContext->in[mdi++] = *inBuf++;

    /* transform if necessary */
    if (mdi == 0x40) {
      for (i = 0, ii = 0; i < 16; i++, ii += 4)
        in[i] = (((UINT4)mdContext->in[ii+3]) << 24) |
                (((UINT4)mdContext->in[ii+2]) << 16) |
                (((UINT4)mdContext->in[ii+1]) << 8) |
                ((UINT4)mdContext->in[ii]);
      Transform (mdContext->buf, in);
      mdi = 0;
    }
  }
}

void MD5Final (mdContext)
MD5_CTX *mdContext;
{
  UINT4 in[16];
  int mdi;
  unsigned int i, ii;
  unsigned int padLen;

  /* save number of bits */
  in[14] = mdContext->i[0];
  in[15] = mdContext->i[1];

  /* compute number of bytes mod 64 */
  mdi = (int)((mdContext->i[0] >> 3) & 0x3F);

  /* pad out to 56 mod 64 */
  padLen = (mdi < 56) ? (56 - mdi) : (120 - mdi);
  MD5Update (mdContext, PADDING, padLen);

  /* append length in bits and transform */
  for (i = 0, ii = 0; i < 14; i++, ii += 4)
    in[i] = (((UINT4)mdContext->in[ii+3]) << 24) |
            (((UINT4)mdContext->in[ii+2]) << 16) |
            (((UINT4)mdContext->in[ii+1]) << 8) |
            ((UINT4)mdContext->in[ii]);
  Transform (mdContext->buf, in);

  /* store buffer in digest */
  for (i = 0, ii = 0; i < 4; i++, ii += 4) {
    mdContext->digest[ii] = (unsigned char)(mdContext->buf[i] & 0xFF);
    mdContext->digest[ii+1] =
      (unsigned char)((mdContext->buf[i] >> 8) & 0xFF);
    mdContext->digest[ii+2] =
      (unsigned char)((mdContext->buf[i] >> 16) & 0xFF);
    mdContext->digest[ii+3] =
      (unsigned char)((mdContext->buf[i] >> 24) & 0xFF);
  }
}

/* Basic MD5 step. Transform buf based on in.
 */
static void Transform (buf, in)
UINT4 *buf;
UINT4 *in;
{
  UINT4 a = buf[0], b = buf[1], c = buf[2], d = buf[3];

  /* Round 1 */
#define S11 7
#define S12 12
#define S13 17
#define S14 22
  FF ( a, b, c, d, in[ 0], S11, 3614090360u); /* 1 */
  FF ( d, a, b, c, in[ 1], S12, 3905402710u); /* 2 */
  FF ( c, d, a, b, in[ 2], S13,  606105819u); /* 3 */
  FF ( b, c, d, a, in[ 3], S14, 3250441966u); /* 4 */
  FF ( a, b, c, d, in[ 4], S11, 4118548399u); /* 5 */
  FF ( d, a, b, c, in[ 5], S12, 1200080426u); /* 6 */
  FF ( c, d, a, b, in[ 6], S13, 2821735955u); /* 7 */
  FF ( b, c, d, a, in[ 7], S14, 4249261313u); /* 8 */
  FF ( a, b, c, d, in[ 8], S11, 1770035416u); /* 9 */
  FF ( d, a, b, c, in[ 9], S12, 2336552879u); /* 10 */
  FF ( c, d, a, b, in[10], S13, 4294925233u); /* 11 */
  FF ( b, c, d, a, in[11], S14, 2304563134u); /* 12 */
  FF ( a, b, c, d, in[12], S11, 1804603682u); /* 13 */
  FF ( d, a, b, c, in[13], S12, 4254626195u); /* 14 */
  FF ( c, d, a, b, in[14], S13, 2792965006u); /* 15 */
  FF ( b, c, d, a, in[15], S14, 1236535329u); /* 16 */

  /* Round 2 */
#define S21 5
#define S22 9
#define S23 14
#define S24 20
  GG ( a, b, c, d, in[ 1], S21, 4129170786u); /* 17 */
  GG ( d, a, b, c, in[ 6], S22, 3225465664u); /* 18 */
  GG ( c, d, a, b, in[11], S23,  643717713u); /* 19 */
  GG ( b, c, d, a, in[ 0], S24, 3921069994u); /* 20 */
  GG ( a, b, c, d, in[ 5], S21, 3593408605u); /* 21 */
  GG ( d, a, b, c, in[10], S22,   38016083u); /* 22 */
  GG ( c, d, a, b, in[15], S23, 3634488961u); /* 23 */
  GG ( b, c, d, a, in[ 4], S24, 3889429448u); /* 24 */
  GG ( a, b, c, d, in[ 9], S21,  568446438u); /* 25 */
  GG ( d, a, b, c, in[14], S22, 3275163606u); /* 26 */
  GG ( c, d, a, b, in[ 3], S23, 4107603335u); /* 27 */
  GG ( b, c, d, a, in[ 8], S24, 1163531501u); /* 28 */
  GG ( a, b, c, d, in[13], S21, 2850285829u); /* 29 */
  GG ( d, a, b, c, in[ 2], S22, 4243563512u); /* 30 */
  GG ( c, d, a, b, in[ 7], S23, 1735328473u); /* 31 */
  GG ( b, c, d, a, in[12], S24, 2368359562u); /* 32 */

  /* Round 3 */
#define S31 4
#define S32 11
#define S33 16
#define S34 23
  HH ( a, b, c, d, in[ 5], S31, 4294588738u); /* 33 */
  HH ( d, a, b, c, in[ 8], S32, 2272392833u); /* 34 */
  HH ( c, d, a, b, in[11], S33, 1839030562u); /* 35 */
  HH ( b, c, d, a, in[14], S34, 4259657740u); /* 36 */
  HH ( a, b, c, d, in[ 1], S31, 2763975236u); /* 37 */
  HH ( d, a, b, c, in[ 4], S32, 1272893353u); /* 38 */
  HH ( c, d, a, b, in[ 7], S33, 4139469664u); /* 39 */
  HH ( b, c, d, a, in[10], S34, 3200236656u); /* 40 */
  HH ( a, b, c, d, in[13], S31,  681279174u); /* 41 */
  HH ( d, a, b, c, in[ 0], S32, 3936430074u); /* 42 */
  HH ( c, d, a, b, in[ 3], S33, 3572445317u); /* 43 */
  HH ( b, c, d, a, in[ 6], S34,   76029189u); /* 44 */
  HH ( a, b, c, d, in[ 9], S31, 3654602809u); /* 45 */
  HH ( d, a, b, c, in[12], S32, 3873151461u); /* 46 */
  HH ( c, d, a, b, in[15], S33,  530742520u); /* 47 */
  HH ( b, c, d, a, in[ 2], S34, 3299628645u); /* 48 */

  /* Round 4 */
#define S41 6
#define S42 10
#define S43 15
#define S44 21
  II ( a, b, c, d, in[ 0], S41, 4096336452u); /* 49 */
  II ( d, a, b, c, in[ 7], S42, 1126891415u); /* 50 */
  II ( c, d, a, b, in[14], S43, 2878612391u); /* 51 */
  II ( b, c, d, a, in[ 5], S44, 4237533241u); /* 52 */
  II ( a, b, c, d, in[12], S41, 1700485571u); /* 53 */
  II ( d, a, b, c, in[ 3], S42, 2399980690u); /* 54 */
  II ( c, d, a, b, in[10], S43, 4293915773u); /* 55 */
  II ( b, c, d, a, in[ 1], S44, 2240044497u); /* 56 */
  II ( a, b, c, d, in[ 8], S41, 1873313359u); /* 57 */
  II ( d, a, b, c, in[15], S42, 4264355552u); /* 58 */
  II ( c, d, a, b, in[ 6], S43, 2734768916u); /* 59 */
  II ( b, c, d, a, in[13], S44, 1309151649u); /* 60 */
  II ( a, b, c, d, in[ 4], S41, 4149444226u); /* 61 */
  II ( d, a, b, c, in[11], S42, 3174756917u); /* 62 */
  II ( c, d, a, b, in[ 2], S43,  718787259u); /* 63 */
  II ( b, c, d, a, in[ 9], S44, 3951481745u); /* 64 */

  buf[0] += a;
  buf[1] += b;
  buf[2] += c;
  buf[3] += d;
}

JNIEXPORT jstring
    Java_com_carlsberg_IntentServiceSendFiles_gethash( JNIEnv* env,  jobject thiz ,
 jstring filename)
{

    const char *fi = (*env)->GetStringUTFChars(env,filename, 0);

      FILE *inFile = fopen (fi, "rb");
      MD5_CTX mdContext;
      int bytes;
      unsigned char data[1024];

      if (inFile == NULL) {
        printf ("%s can't be opened.\n",fi);
        return;
      }

      MD5Init (&mdContext);
      while ((bytes = fread (data, 1, 1024, inFile)) != 0)
      MD5Update (&mdContext, data, bytes);
      MD5Final (&mdContext);
      fclose (inFile);

      char tempValue[33]; // 32 hex digits + 0-terminator
      int i;
      // convert to hex
      for (i = 0; i < 16; ++i)
          sprintf(tempValue + 2*i, "%02x", (unsigned char)mdContext.digest[i]);

      return (*env)->NewStringUTF(env,tempValue );

}

推荐答案

Android使用 bouncycastle 用于crytpoapi，以实现Java中所有消化算法.因此，您是对的，当它完全完成后，它应该更快.当您有知识和时间(以及需要)在本机代码中使用它们时，它将(根据您的测量值)更快.

您还应该使用TCP或其他协议，以确保数据正确到达(我想您已经使用了TCP，而不是使用FTP时使用UDP)

在这种情况下，我要做的是以下内容:

我将创建2个新线程(除了执行第一个procressbar打印的UI线程外，第一个线程负责下载，第二个是负责Hashing的.

下载线程现在将通知有关新到达块的哈希线程.块可能是10MB左右.因此，哈希线程仅处理10MB的块，这些块应快速合理，还应保留提前注意文件中断的能力.通过这种方法，您还可以检测到下载何时破裂，并且可以使用第一个破碎的块重新下载文件.当然，您必须在此之前创建并将其转移给客户列表.

您也可以在此处使用非常快速的哈希算法，该算法适合检测转移断裂(当您使用TCP时，它不应出现，该TCP保证数据正确到达时，如果发送了).

再次阅读了我的文字后，感觉就像是洪流(基于块状的，哈希以查看一切是否正确，能够重新翻译…).

奖励点:以本机代码进行操作，因此要快一点.

其他推荐答案

您可以尝试使用RSYNC方法，即最初使用快速哈希(例如Adler32或CRC-32)，并且在快速哈希碰撞时仅使用较慢的MD5.

以上所述是小编给大家介绍的如何在移动设备上为大文件获得快速的文件哈希算法,希望对大家有所帮助，如果大家有任何疑问请给我留言，小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对77isp云服务器技术网的支持！

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