（二）如何確保資料一致性，單向雜湊函式

博主最近在做資料庫加密專案，專案中需要實現資料庫中資料密文與金鑰異地儲存，其功能已實現，但考慮到金鑰在傳輸過程中雖然已經做了加密處理，但是第三方如果惡意替換資料報的話，還是會有安全隱患，應此需要保證二端傳輸接受到的資料一致性。

單向雜湊函式

單向雜湊函式指的是有乙個輸入和乙個輸出的函式，其中輸入的資料成為訊息，輸出稱為雜湊值（hash value）。單向雜湊函式根據訊息內容計算出雜湊值，使用者根據雜湊值保證資料的一致性。乙份合格的單向雜湊函式須具備以下性質

1：輸入的資料可以是任意長度的，輸出的雜湊值最好為固定長度。

2：其演算法複雜度優異，能夠快速計算出雜湊值，不然博主的專案效能又得不合格。

3：需要具備強抗碰撞性，即要找到雜湊值相同的二條不同的訊息是非常困難的。

4：需要具備單向性，即無法通過雜湊值推算出訊息。

在使用單雜湊函式時，需要注意的是。訊息傳輸的過程可以存在被篡改的風險，但是雜湊值的傳輸必須是安全的。

下面我列舉幾個目前未被攻破的單向雜湊函式：

05年sha-1已被攻破，但nist發布的sha-224、sha-256、sha-384，和sha-512（統稱sha-2），截至18年還是安全的。

下面列舉sha-256函式的使用：

sha-256 演算法輸入訊息的最大長度不超過264位元（基本滿足應用）。輸出的雜湊值為256位元。

#include #include #define sha256_rotl(a,b) (((a>>(32-b))&(0x7fffffff>>(31-b)))|(a<>b)&(0x7fffffff>>(b-1)))  
#define sha256_ch(x,y,z) ((x&y)^((~x)&z))  
#define sha256_maj(x,y,z) ((x&y)^(x&z)^(y&z))  
#define sha256_e0(x) (sha256_rotl(x,30)^sha256_rotl(x,19)^sha256_rotl(x,10))  
#define sha256_e1(x) (sha256_rotl(x,26)^sha256_rotl(x,21)^sha256_rotl(x,7))  
#define sha256_o0(x) (sha256_rotl(x,25)^sha256_rotl(x,14)^sha256_sr(x,3))  
#define sha256_o1(x) (sha256_rotl(x,15)^sha256_rotl(x,13)^sha256_sr(x,10))  
extern char* strsha256(const char* str, long long length, char* sha256);  
l = length + ((length % 64 > 56) ? (128 - length % 64) : (64 - length % 64));  
if (!(pp = (char*)malloc((unsigned long)l))) return 0;  
for (i = 0; i < length; pp[i + 3 - 22 * (i % 4)] = str[i], i++);  
for (pp[i + 3 - 22 * (i % 4)] = 128, i++; i < l; pp[i + 3 - 22 * (i % 4)] = 0, i++);  
*((long*)(pp + l - 4)) = length << 3;  
*((long*)(pp + l - 8)) = length >> 29;  
for (ppend = pp + l; pp < ppend; pp += 64)  
h0 += a, h1 += b, h2 += c, h3 += d, h4 += e, h5 += f, h6 += g, h7 += h;  
}  free(pp - l);  
sprintf(sha256, "%08x%08x%08x%08x%08x%08x%08x%08x", h0, h1, h2, h3, h4, h5, h6, h7);  
return sha256;  
}  extern char* filesha256(const char* file, char* sha256);  
fh = fopen(file, "rb");  
fseek(fh, 0, seek_end);  
length = _ftelli64(fh);  
addlsize = (56 - length % 64 > 0) ? (64) : (128);  
if (!(addlp = (char*)malloc(addlsize))) return 0;  
cpys = ((length - (56 - length % 64)) > 0) ? (length - length % 64) : (0);  
j = (long)(length - cpys);  
if (!(pp = (char*)malloc(j))) return 0;  
fseek(fh, -j, seek_end);  
fread(pp, 1, j, fh);  
for (i = 0; i < j; addlp[i + 3 - 22 * (i % 4)] = ((char*)pp)[i], i++);  
free(pp);  
for (addlp[i + 3 - 22 * (i % 4)] = 128, i++; i < addlsize; addlp[i + 3 - 22 * (i % 4)] = 0, i++);  
*((long*)(addlp + addlsize - 4)) = length << 3;  
*((long*)(addlp + addlsize - 8)) = length >> 29;  
for (rewind(fh); 64 == fread(w, 1, 64, fh);)  
h0 += a, h1 += b, h2 += c, h3 += d, h4 += e, h5 += f, h6 += g, h7 += h;  
}  for (pp = addlp, ppend = addlp + addlsize; pp < ppend; (long*)pp += 16)  
h0 += a, h1 += b, h2 += c, h3 += d, h4 += e, h5 += f, h6 += g, h7 += h;  
}  free(addlp); fclose(fh);  
sprintf(sha256, "%08x%08x%08x%08x%08x%08x%08x%08x", h0, h1, h2, h3, h4, h5, h6, h7);  
return sha256;  
}

回到開頭的問題，博主的專案的安全問題便有了解決方案。假設alice端需要給bob端傳送一組金鑰，alice將金鑰的雜湊值算出然後附在傳送包裡，通過alice和bob之間的共享金鑰進行xor加密後傳送。bob收到資料後通過共享金鑰解密，然後比較雜湊值與金鑰是否一致。由於第三方不可能獲取到共享金鑰，改動傳送包裡的資料，bob端就能立馬知曉。

（二）如何確保資料一致性，單向雜湊函式

資料一致性

資料一致性

資料一致性

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