一文详解md5sum：在Ubuntu上构建自动化文件完整性校验工具

在数字时代，文件传输和存储过程中可能会遭遇各种意外情况：网络传输错误、存储介质损坏、恶意篡改等。这些风险可能导致关键文件损坏或内容被修改，进而引发严重后果。文件完整性校验技术应运而生，成为确保数据安全的必要手段。

MD5（Message-Digest Algorithm 5）是一种广泛使用的哈希算法，能够为任意长度的数据生成唯一的128位哈希值。虽然MD5在密码学领域已不再安全，但在文件完整性校验方面，它仍然是一个简单有效的工具。

一、md5sum工具

md5sum 是 Linux 和 Unix 类系统（如 Ubuntu）中一个经典且强大的命令行工具，其核心功能是计算并验证文件的 MD5 哈希值。MD5 哈希如同一份文件的"数字指纹"，任何微小的内容改动都会导致其哈希值发生剧烈变化。通过比较文件当前生成的 MD5 值与之前记录的原始值，md5sum 能够高效、准确地判断文件在传输、存储或备份过程中是否保持了完整性，即是否未被意外损坏或恶意篡改。

1. 生成单个文件的MD5校验值

若您希望在终端中直接查看某个文件的MD5哈希值，可以使用以下命令，它将输出一个128位的哈希值与对应的文件名：

bash 复制代码

# 生成文件的MD5值并显示在终端
md5sum filename.txt

如果您需要将生成的MD5校验值保存下来以供后续使用，可以将输出重定向至一个文件，这样会创建一个便于日后校验的MD5记录文件：

bash 复制代码

# 将MD5值保存到文件
md5sum filename.txt > checksum.md5

2. 校验文件完整性

当您拥有一个已存储MD5值的校验文件时，可以使用以下命令批量校验对应文件的完整性，系统会自动比对当前文件的MD5值与记录是否一致：

bash 复制代码

# 使用保存的MD5文件校验
md5sum -c checksum.md5

3. 批量处理文件

若要为某个目录下的所有文件生成MD5校验值，可以结合find命令实现批量生成，结果将统一保存到一个汇总文件中：

bash 复制代码

# 生成目录下所有文件的MD5值
find /home/bjxia/demo -type f -exec md5sum {} \; > all_checksums.md5

同样，也可以基于上述生成的汇总文件，对目录中的所有文件进行一次完整的批量校验，确保大量文件的完整性状态一目了然：

bash 复制代码

# 批量校验
md5sum -c all_checksums.md5

4. 批量处理文件

在实际项目中，我们经常需要排除一些临时或自动生成的目录，例如node_modules或build文件夹，这时可以在find命令中加入排除参数，使生成的MD5记录更加简洁和准确：

bash 复制代码

find /home/bjxia/demo -type f -not -path "*/node_modules/*" -not -path "*/build/*" -exec md5sum {} \; > checksums.md5

二、自动化脚本

通过编写脚本，我们可以将校验流程自动化，提高工作效率。

以下是完整自动化校验脚本，展示了如何将md5sum的功能封装成易于使用的工具。该脚本包含生成、校验、自动排除目录、路径配置等功能，适合集成到日常的文件管理或部署流程中：

bash 复制代码

#!/bin/bash
# 指定脚本解释器为bash，确保在不同系统上都能正确执行

# check_integrity.sh - 自动化校验流程
# 脚本功能描述：用于生成和校验文件的MD5哈希值以确保文件完整性

# 要计算MD5的文件夹：需要计算MD5哈希的源文件夹路径
BASE_DIR="/home/bjxia/demo"
# 要排除的文件夹：用空格分隔多个文件夹名
EXCLUDE_DIRS="cmake-build-debug cmake-build-release .idea"
# MD5输出文件夹：保存MD5校验文件的目录路径
MD5_DIR="/home/bjxia/checksums"
# MD5输出文件名称：MD5校验文件的完整路径和文件名
MD5_FILE="$MD5_DIR/md5_checksums.txt"
# 要验证的md5文件名称：
VERIFY_SCRIPT="$MD5_DIR/md5_checksums.txt"

# 创建MD5输出文件夹，-p参数确保如果目录不存在则创建，存在则不报错
mkdir -p "$MD5_DIR"

# 函数：生成MD5
generate_md5() {
    echo "正在生成MD5校验和..."
    echo "源目录: $BASE_DIR"
    echo "排除目录: $EXCLUDE_DIRS"
    
    # 确保MD5文件的父目录存在，dirname命令获取目录路径部分
    mkdir -p $(dirname "$MD5_FILE")
    # > 重定向操作符：清空文件内容（如果文件不存在则创建空文件）
    > "$MD5_FILE"
    
    # 构建排除参数
    exclude_params=""
    for dir in $EXCLUDE_DIRS; do
        exclude_params="$exclude_params -not -path \"*/$dir/*\""
    done
    
    # 生成MD5
    eval "find \"$BASE_DIR\" -type f $exclude_params -exec md5sum {} \;" > "$MD5_FILE"
    
    # 统计并输出生成的文件数量
    # wc -l：计算文件行数，每行对应一个文件的MD5信息
    # < "$MD5_FILE"：将文件内容作为wc命令的输入
    COUNT=$(wc -l < "$MD5_FILE")
    echo "已生成 $COUNT 个文件的MD5校验和"
    echo "保存到: $MD5_FILE"
}

# 函数：校验MD5
verify_md5() {
    echo "正在校验文件完整性..."
    
    if [ ! -f "$MD5_FILE" ]; then
        echo "错误: MD5文件不存在，请先生成MD5"
        return 1
    fi
    
    # 切换到源文件所在的目录
    cd "$BASE_DIR"
    
    # 执行校验并显示结果
    # md5sum -c：根据MD5文件校验对应文件的完整性
    # 2>&1：将标准错误(stderr)重定向到标准输出(stdout)，统一显示
    md5sum -c "$MD5_FILE" 2>&1
    
    # 检查结果
    # $? 获取上一条命令(md5sum)的退出状态码
    # -eq 0：检查是否等于0（0表示成功，非0表示失败）
    if [ $? -eq 0 ]; then
        # 输出空行，使显示更美观
        echo ""
        # 显示校验成功的提示信息
        echo "✓ 所有文件完整性校验通过！"
        # 返回0表示函数执行成功
        return 0
    else
        # 输出空行，使显示更美观
        echo ""
        # 显示校验失败的警告信息
        echo "⚠ 文件完整性校验失败！"
        # 输出空行，使显示更美观
        return 1
    fi
}

# 主菜单
echo "文件完整性管理工具"
echo "=================="
echo "1. 生成MD5校验和"
echo "2. 校验文件完整性"
echo "3. 重新生成并校验"
echo "请选择操作 (1-3): "

read choice

case $choice in
    1)
        generate_md5
        ;;
    2)
        verify_md5
        ;;
    3)
        generate_md5
        verify_md5
        ;;
    *)
        echo "无效选择"
        exit 1
        ;;
esac

批量生成MD5校验和：

批量校验MD5校验和：