單向雜湊函式 Hash

1.5 常用的單向雜湊函式

單向雜湊函式 ------- 獲取訊息的指紋

在計算機中，有時候也會用到"指紋"。當需要比較兩條訊息是否一致時，通常不必對訊息內容比較，直接比較它們的"指紋"就行。

單向雜湊函式，有乙個輸入和乙個輸出，其中輸入稱為訊息(message),輸出稱為雜湊值(hash value)。單向雜湊函式可以根據訊息的內容計算出雜湊值，而雜湊值就可以被用來檢查訊息的完整性。 簡單說就是把任意長度的內容轉換成固定長度的輸出串，且通過輸出串難以還原 原始內容

這裡的訊息不一定是人能看懂的文字，可以是或者聲音檔案。單向雜湊函式不需要知道訊息實際代表的含義。無論任何訊息，單向雜湊函式都會將它作為單純的位元序列來處理。即根據位元序列計算出雜湊值

單向雜湊函式相關的術語，有很多變體，不同參考資料中所使用的術語也不同。

單向雜湊函式也被稱為訊息摘要函式(message digest function) 、雜湊函式或者雜湊函式

輸入單向雜湊函式的訊息也成為原像(pre-image)。

單向雜湊函式的輸出值也稱為訊息摘要(message digest)護或者指紋(fingerprint)。

完整性也成為一致性。

通過使用單向雜湊函式，即便是確認幾百mb大小的檔案完整性，也只要對比很小的雜湊值就可以了。通常將單向雜湊函式擁有以下特性。

根據任意長度的訊息計算出固定長度的雜湊值

首先，單向雜湊值的輸入必須能夠是任意長度的訊息。

無論輸入多長的訊息，單向雜湊函式必須能夠生成很短的雜湊值。

計算雜湊值所花費的時間必須要短。

為了能夠確認完整性，訊息中哪怕只有1位元的改變，也必須有很高概率產生不同的雜湊值。

兩個不同的訊息產生同乙個雜湊值的情況被稱為碰撞(collsion)。

難以發生碰撞的性質稱為抗碰撞性。密碼技術中所使用的單向雜湊函式，都要具備抗碰撞性。

具備單向性

單向雜湊函式必須具備單向性(one-way)。 單向性指的是無法通過雜湊值反算出訊息的性質。根據訊息計算出雜湊值可以很容易，但計算路徑無法反推。

正如同將玻璃粉碎很容易，卻無法將碎片還原成原先的玻璃。估計訊息計算出雜湊值很容易，但根據雜湊值卻無法逆推算出訊息。

單向雜湊函式並不是一種加密，因此無法通過解密將雜湊值還原為原阿里的訊息。

為了減輕伺服器壓力，很多軟體都會借助多個**（映象站點)發布軟體,在這種情況下，單向雜湊函式就會在檢測軟體是否被篡改方法發揮重要作用。

使用單向雜湊函式可以構造訊息認證碼

訊息認證碼是將"傳送者和接收者之間的共享金鑰"和"訊息",進行混合計算後得到的雜湊值。使用訊息認證碼可以檢測並防止通訊過程中的錯誤，篡改以及偽裝。

訊息認證碼在ssl/tls中也有使用

在進行數字簽名時會使用單向雜湊函式。

數字簽名是現實社會中的簽名（sign)和蓋章這樣的行為在電腦世界的實現。數字簽名的過程非常耗時，因此一般不會對整個訊息內容直接施加數字簽名，而是先通過單向雜湊函式計算出訊息的雜湊值，然後在對這個雜湊值施加數字簽名。

使用單向雜湊函式可以構造偽隨機數生成器。

密碼技術中所使用的隨機數需要具備"事實上不可能根據過去的隨機數列**未來的隨機數列"這樣的性質。為了保證不可**性，可以利用單向雜湊函式的單向性。

使用單向雜湊函式可以構造一次性口令(one-time password)

一次性口令經常被用於伺服器對客戶端的合法性認證。在這種方式中，通過使用單向雜湊函式可以保證口令在通訊鏈路上傳送一次(one-time)，因此即使竊聽者竊取了口令，也無法使用。

md4 md5 sha1 sha-224 sha-256 sha-384 sha-512

演算法位元數

位元組數md4

128bit

16byte

md5128bit

16byte

sha-1

160bit

20byte

sha-224

224bit

28byte

sha-256

256bit

32byte

sha-384

384bit

48byte

sha-512

512bit

64byte

單向雜湊函式，HASH演算法

md2 md4 message digest algorithm，影響了md5，sha 1等演算法 md5 已被攻破，美國已經不推薦使用。md6 在改進中，因速度問題沒有被sha 3採用。sha 0 被淘汰 sha 1 secure hash algorithm 發現sha 1使用最廣泛，但理論上可...

單向雜湊函式

在介紹單向雜湊函式之前，我們先了解一下什麼情況下需要使用到單向雜湊函式。單向雜湊函式有乙個輸入和輸出。輸入稱為訊息，輸出稱為雜湊值。雜湊值的長度跟訊息的長度無關，不論多少大小的長度的訊息，都會計算出固定長度的雜湊值。單向雜湊函式具有下面幾個特性 能夠根據任意長度的訊息計算出固定長度的雜湊值。計算速度...

單向雜湊函式

在介紹單向雜湊函式之前，我們先了解一下什麼情況下需要使用到單向雜湊函式。單向雜湊函式有乙個輸入和輸出。輸入稱為訊息，輸出稱為雜湊值。雜湊值的長度跟訊息的長度無關，不論多少大小的長度的訊息，都會計算出固定長度的雜湊值。單向雜湊函式具有下面幾個特性 能夠根據任意長度的訊息計算出固定長度的雜湊值。計算速度...