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C# 中的 MD5 雜湊

ひかり

這篇備忘錄記錄了在 C# 中實現 MD5 雜湊的方法。

資訊

MD5 (Message-Digest Algorithm 5) 是一種廣泛使用的加密雜湊函數，它生成一個 128 位（16 字節）的雜湊值。儘管 MD5 在加密安全方面已被認為不再安全（存在碰撞攻擊），但它仍然經常用於文件完整性校驗或非安全數據的快速雜湊。

1. 使用 System.Security.Cryptography.MD5 類​

C# 提供了內置的 MD5 類（位於 System.Security.Cryptography 命名空間）來計算 MD5 雜湊值。

範例：對字串進行 MD5 雜湊​

using System;
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;

public class Md5Hasher
{
    public static string CalculateMd5Hash(string input)
    {
        // 創建 MD5 雜湊算法的實例
        using (MD5 md5 = MD5.Create())
        {
            // 將輸入字串轉換為字節數組
            byte[] inputBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(input);

            // 計算雜湊值
            byte[] hashBytes = md5.ComputeHash(inputBytes);

            // 將字節數組轉換為十六進制字串
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            for (int i = 0; i < hashBytes.Length; i++)
            {
                sb.Append(hashBytes[i].ToString("x2")); // "x2" 格式化為兩位十六進制
            }
            return sb.ToString();
        }
    }

    public static void Main(string[] args)
    {
        string text = "Hello, MD5!";
        string hash = CalculateMd5Hash(text);
        Console.WriteLine($"原始字串: {text}");
        Console.WriteLine($"MD5 雜湊: {hash}");

        // 預期的 MD5 雜湊值 for "Hello, MD5!" (小寫)
        // 9e2469446d3288a7c207b04cfd6e01a4
    }
}

範例：對文件進行 MD5 雜湊​

對文件內容計算 MD5 雜湊通常用於驗證文件是否在傳輸過程中被修改。

using System;
using System.IO;
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;

public class FileMd5Hasher
{
    public static string CalculateFileMd5Hash(string filePath)
    {
        if (!File.Exists(filePath))
        {
            return "文件不存在。";
        }

        using (MD5 md5 = MD5.Create())
        {
            using (FileStream stream = File.OpenRead(filePath))
            {
                byte[] hashBytes = md5.ComputeHash(stream);

                StringBuilder sb = new StringBuilder();
                for (int i = 0; i < hashBytes.Length; i++)
                {
                    sb.Append(hashBytes[i].ToString("x2"));
                }
                return sb.ToString();
            }
        }
    }

    public static void Main(string[] args)
    {
        string filePath = "example.txt"; // 替換為你的文件路徑

        // 創建一個範例文件
        File.WriteAllText(filePath, "這是一個測試文件的內容。");

        string fileHash = CalculateFileMd5Hash(filePath);
        Console.WriteLine($"文件路徑: {filePath}");
        Console.WriteLine($"文件 MD5 雜湊: {fileHash}");

        // 清理範例文件
        File.Delete(filePath);
    }
}

2. 安全注意事項​

  • 不適用於密碼儲存：由於 MD5 存在嚴重的安全漏洞（例如碰撞攻擊），絕對不應該將其用於儲存用戶密碼。對於密碼，應使用專為此目的設計的單向雜湊函數，如 PBKDF2、bcrypt 或 scrypt。
  • 不適用於數字簽名或認證：同樣，MD5 不應在需要強加密安全的場景中使用。
  • 用途：主要用途應該限於文件完整性校驗（驗證文件是否被意外更改）或生成非安全數據的快速雜湊。

總結​

C# 中的 MD5 類提供了一種簡單直觀的方式來計算 MD5 雜湊值。雖然它在安全性方面存在限制，但在正確的應用場景下（如文件校驗），它仍然是一個有用的工具。務必牢記其安全限制，避免在加密敏感的上下文中使用它。

C 語言的二維陣列處理

ひかり

用結構體將行數、列數與儲存數值的記憶體整合在一起，會更方便操作。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

typedef struct {
  float *data;
  int col_size;
  int row_size;
} Mat;

void MatInit(Mat *mat, int row_size, int col_size) {
  mat->row_size = row_size;
  mat->col_size = col_size;
  mat->data = (float *)calloc(row_size * col_size, sizeof(float));
}

float *MatAt(Mat *mat, int i, int j) {
  return mat->data + i * mat->col_size + j;
}

void MatFree(Mat *mat) { free(mat->data); }

int main(void) {
  Mat mat;
  MatInit(&mat, 30, 5); // 初始化 30 行 5 列的矩陣
  *MatAt(&mat, 0, 0) = 50; // 將第 0 行第 0 列設為 50
  printf("%f\n", *MatAt(&mat, 0, 0)); // 顯示第 0 行第 0 列的數值

  MatFree(&mat);

  return 0;
}

GCD 程式

ひかり

這篇筆記記錄了 GCD（最大公約數）的 C 語言程式。

什麼是 GCD？​

資訊

GCD（Greatest Common Divisor），中文稱為最大公約數，是指兩個或多個整數共有的約數中最大的一個。

例如，24 和 36 的公約數有 1、2、3、4、6、12，其中最大的公約數是 12。

歐幾里得演算法 (Euclidean Algorithm)​

計算 GCD 最常見且有效的方法是歐幾里得演算法。其原理基於以下定理：

$$ \gcd(a, b) = \gcd(b, a \bmod b) $$

當 $b = 0$ 時，$\gcd(a, 0) = a$。

C 語言程式碼實現​

遞迴版本：

// gcd.c
int gcd(int a, int b){
    if (b == 0) {
        return a;
    } else {
        return gcd(b, a % b);
    }
}

非遞迴版本：

// gcd_iterative.c
int gcd_iterative(int a, int b) {
    while (b != 0) {
        int temp = b;
        b = a % b;
        a = temp;
    }
    return a;
}

測試程式​

#include <stdio.h>

// 遞迴版本的 GCD 函數
int gcd(int a, int b){
    return !b ? a : gcd(b, a % b);
}

// 非遞迴版本的 GCD 函數
int gcd_iterative(int a, int b) {
    while (b != 0) {
        int temp = b;
        b = a % b;
        a = temp;
    }
    return a;
}


int main(void){
    printf("GCD(24, 36) = %d
", gcd(24, 36)); // 輸出 12
    printf("GCD_iterative(24, 36) = %d
", gcd_iterative(24, 36)); // 輸出 12
    printf("GCD(48, 18) = %d
", gcd(48, 18)); // 輸出 6
    printf("GCD_iterative(48, 18) = %d
", gcd_iterative(48, 18)); // 輸出 6
    return 0;
}

總結​

GCD 是數論中的一個基本概念，歐幾里得演算法提供了一種高效的計算方法。無論是遞迴還是非遞迴實現，其核心思想都是利用模運算將問題規模不斷縮小，直到其中一個數變為零。

建立 DLL 並編譯 C

ひかり

建立 DLL 並編譯 C 的備忘錄

函式庫​

原始碼檔案​

// gcd.c
int gcd(int a, int b){
    return !b ? a : gcd(b, a % b);
}

標頭檔​

// gcd.h
#ifndef TEST_H
#define TEST_H

int gcd(int a, int b);

#endif

程式碼​

#include <stdio.h>
#include "gcd.h"

int main(void){
    printf("%d
", gcd(24, 36));
}

編譯​

建立 DLL​

gcc gcd.c -shared -o gcd.dll

編譯​

gcc main.c -lgcd -L.
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