Go crypto/sha3 怎样计算 SHA3-256 摘要

我在给内容做去重标识时，最容易混淆的不是 SHA3-256 的算法名，而是 Go 代码到底该选哪个入口：短字符串可以直接调用 sha3.Sum256，文件或请求体则更适合用 sha3.New256 分块写入。两者最终都得到 32 字节摘要；如果要放进日志、JSON 或 URL，再把它编码成 64 个十六进制字符。

这次 API 变化一句话：短输入和流式输入各有入口

crypto/sha3 的官方文档将 SHA-3 算法和 SHAKE 可扩展输出函数放在同一个包中。计算固定 256 位摘要时，最小选择是 Sum256(data)；需要持续接收数据时，则创建 New256()，连续调用 Write，最后用 Sum 取结果。

这不是“两个算法”的区别，而是输入管理方式不同。输入已经完整存在于内存时，直接函数更容易读；输入来自文件、网络或分块读取时，流式对象可以让内存占用随缓冲区大小变化。

用 Sum256 计算内存数据并转换成文本

对于配置片段、短消息或已经读入内存的正文，可以直接使用 Sum256。它返回固定长度数组，不要把数组直接当作字符串；常见做法是先切片，再用 encoding/hex 转成可复制的十六进制文本。

package main

import (
    "crypto/sha3"
    "encoding/hex"
    "fmt"
)

func sha3Text(input string) string {
    // Sum256 处理完整输入，返回固定的 32 字节摘要数组。
    digest := sha3.Sum256([]byte(input))
    // 数组切片后编码为 64 个十六进制字符，便于日志和传输。
    return hex.EncodeToString(digest[:])
}

func main() {
    // 摘要是确定性的：相同字节序列会得到相同结果。
    fmt.Println(sha3Text("hello, sha3"))
}

这里的关键是“字节序列”而不是视觉上相同的文字。字符串编码、大小写、结尾换行和空格都会改变输入字节，因此跨语言比较时要先约定编码和规范化规则。

大输入改用 New256 分块写入

当输入来自文件或网络流，不必先拼成一个巨大的字节切片。New256 返回一个可写入的哈希对象；每次写入一块数据，完成后调用 Sum(nil)。hash.Hash 的 Write 接口保留了流式处理的形状，适合把读取循环和摘要计算放在同一条数据路径上。

package main

import (
    "crypto/sha3"
    "encoding/hex"
    "fmt"
    "io"
)

func sha3Stream(r io.Reader) (string, error) {
    h := sha3.New256()
    buf := make([]byte, 32*1024)
    for {
        n, readErr := r.Read(buf)
        if n > 0 {
            // 只把本次真正读取的字节写入摘要，不能写完整缓冲区。
            if _, writeErr := h.Write(buf[:n]); writeErr != nil {
                return "", writeErr
            }
        }
        if readErr == io.EOF {
            break
        }
        if readErr != nil {
            // 读取失败时不返回一个看似完整的摘要。
            return "", readErr
        }
    }
    // Sum 不会清空 h；这里取出最终摘要并转换为文本。
    return hex.EncodeToString(h.Sum(nil)), nil
}

func showDigest(digest string) {
    // digest 是 32 字节摘要的十六进制表示，长度应为 64 个字符。
    fmt.Println(digest)
}

示例故意把读错误和写错误分开处理：摘要计算不应该吞掉输入源的失败。实际项目也可以使用更高层的复制辅助函数，但仍要确认读取错误是否被正确返回，并保持缓冲区只写入本轮有效部分。

对旧代码的影响：长度和用途不要混在一起

如果原代码使用 MD5、SHA-1 或其他摘要函数，迁移到 SHA3-256 时至少要检查三个地方：摘要的原始长度变成 32 字节，十六进制文本长度变成 64 个字符，以及下游字段是否把摘要误当作密码、密钥或可逆密文。摘要适合做内容标识、完整性比较和去重线索，不等于加密。

比较摘要时，要先确认双方采用同一算法、同一输入字节和同一编码方式。若摘要来自不可信输入，比较逻辑还应结合业务中的长度、格式和权限判断，不能只凭“字符串看起来像 64 位”就接受。

常见问题

SHA3-256 的结果为什么是 64 个字符？

算法结果是 256 位，也就是 32 字节；每个字节用两个十六进制字符表示，所以编码后通常是 64 个字符。

Sum256 和 New256 算出来的结果会不同吗？

当输入字节完全相同，两种入口应表达同一个 SHA3-256 结果。差异通常来自字符串编码、额外换行、分块边界处理或实际读取的数据不同。

SHA3-256 能不能还原原文？

不能把它当作可解密格式。它输出的是固定长度摘要；需要保密和可逆恢复时，应单独设计加密和密钥管理方案。