如何使用 swift 3 在 iOS 上散列文件？

Question

我有许多文件将保存在服务器上。用户可以在设备上创建这些类型的文件（plist），然后将其上传到所述服务器（CloudKit）。我想通过内容来区分它们（独特的方法应该能够适应创建日期的变化）。我的理解是我应该对这些文件进行哈希处理，以便为它们获取唯一的文件名。我的问题是：

1. 我的理解是否正确，我想要的是一个哈希函数？
2. 我应该使用哪个函数（来自 CommonCrypto）。
3. 我需要的是摘要吗？
4. 我将如何在代码中处理它？ （我认为这应该在 NSData 实例上进行散列？）。我通过谷歌搜索的理解是我需要一个桥接头，但除此之外，CommonCrypto 的使用让我感到困惑。如果有使用第一方 API（Apple）的更简单方法，我会全力以赴（我想尽可能避免使用第三方代码）。

非常感谢！

Answer 1

为每个文件创建一个加密哈希，您可以将其用于唯一性比较。 SHA-256 是当前的哈希函数，在带有 Common Crypto 的 iOS 上非常快，在 iPhone 6S 上，SHA256 的处理速度约为 1GB/秒减去 I/O 时间。如果您需要更少的字节，只需截断哈希。

使用 Common Crypto (Swift3) 的示例

用于散列字符串：

func sha256(string: String) -> Data {
    let messageData = string.data(using:String.Encoding.utf8)!
    var digestData = Data(count: Int(CC_SHA256_DIGEST_LENGTH))

    _ = digestData.withUnsafeMutableBytes {digestBytes in
        messageData.withUnsafeBytes {messageBytes in
            CC_SHA256(messageBytes, CC_LONG(messageData.count), digestBytes)
        }
    }
    return digestData
}
let testString = "testString"
let testHash = sha256(string:testString)
print("testHash: \(testHash.map { String(format: "%02hhx", $0) }.joined())")

let testHashBase64 = testHash.base64EncodedString()
print("testHashBase64: \(testHashBase64)")

输出：
测试哈希：4acf0b39d9c4766709a3689f553ac01ab550545ffa4544dfc0b2cea82fba02a3
testHashBase64: Ss8LOdnEdmcJo2ifVTrAGrVQVF/6RUTfwLLOqC+6AqM=

注意：添加到您的桥接头：

#import <CommonCrypto/CommonCrypto.h>

对于散列数据：

func sha256(data: Data) -> Data {
    var digestData = Data(count: Int(CC_SHA256_DIGEST_LENGTH))

    _ = digestData.withUnsafeMutableBytes {digestBytes in
        data.withUnsafeBytes {messageBytes in
            CC_SHA256(messageBytes, CC_LONG(data.count), digestBytes)
        }
    }
    return digestData
}

let testData: Data = "testString".data(using: .utf8)!
print("testData: \(testData.map { String(format: "%02hhx", $0) }.joined())")
let testHash = sha256(data:testData)
print("testHash: \(testHash.map { String(format: "%02hhx", $0) }.joined())")

输出：
测试数据：74657374537472696e67
测试哈希：4acf0b39d9c4766709a3689f553ac01ab550545ffa4544dfc0b2cea82fba02a3

另见 Martin 的链接。

Answer 2

也适用于大文件的解决方案，因为它不需要整个文件都在内存中：

func sha256(url: URL) -> Data? {
    do {
        let bufferSize = 1024 * 1024
        // Open file for reading:
        let file = try FileHandle(forReadingFrom: url)
        defer {
            file.closeFile()
        }

        // Create and initialize SHA256 context:
        var context = CC_SHA256_CTX()
        CC_SHA256_Init(&context)

        // Read up to `bufferSize` bytes, until EOF is reached, and update SHA256 context:
        while autoreleasepool(invoking: {
            // Read up to `bufferSize` bytes
            let data = file.readData(ofLength: bufferSize)
            if data.count > 0 {
                data.withUnsafeBytes {
                    _ = CC_SHA256_Update(&context, $0, numericCast(data.count))
                }
                // Continue
                return true
            } else {
                // End of file
                return false
            }
        }) { }

        // Compute the SHA256 digest:
        var digest = Data(count: Int(CC_SHA256_DIGEST_LENGTH))
        digest.withUnsafeMutableBytes {
            _ = CC_SHA256_Final($0, &context)
        }

        return digest
    } catch {
        print(error)
        return nil
    }
}

与先前创建的名称为 fileURL 的 URL 类型的实例一起使用：

if let digestData = sha256(url: fileURL) {
    let calculatedHash = digestData.map { String(format: "%02hhx", $0) }.joined()
    DDLogDebug(calculatedHash)
}

Answer 3

截至 Swift 5，@chriswillow's answer 仍然基本正确，但对 withUnsafeBytes/withUnsafeMutableBytes 进行了一些更新。这些更新使方法更加类型安全，但使用起来也更加烦人。

对于使用withUnsafeBytes 的位，使用：

_ = data.withUnsafeBytes { bytesFromBuffer -> Int32 in
  guard let rawBytes = bytesFromBuffer.bindMemory(to: UInt8.self).baseAddress else {
    return Int32(kCCMemoryFailure)
  }

  return CC_SHA256_Update(&context, rawBytes, numericCast(data.count))
}

对于生成最终摘要数据的位，请使用：

var digestData = Data(count: Int(CC_SHA256_DIGEST_LENGTH))
_ = digestData.withUnsafeMutableBytes { bytesFromDigest -> Int32 in
  guard let rawBytes = bytesFromDigest.bindMemory(to: UInt8.self).baseAddress else {
    return Int32(kCCMemoryFailure)
  }

  return CC_SHA256_Final(rawBytes, &context)
}

Answer 4

使用 Apple 的 CryptoKit 的更新： 您可以使用FileHandle 分块读取数据，并将这些数据传递到哈希器中：

import CryptoKit

func getSHA256(forFile url: URL) throws -> SHA256.Digest {
    let handle = try FileHandle(forReadingFrom: url)
    var hasher = SHA256()
    while autoreleasepool(invoking: {
        let nextChunk = handle.readData(ofLength: SHA256.blockByteCount)
        guard !nextChunk.isEmpty else { return false }
        hasher.update(data: nextChunk)
        return true
    }) { }
    let digest = hasher.finalize()
    return digest

    // Here's how to convert to string form
    //return digest.map { String(format: "%02hhx", $0) }.joined()
}