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散列演算法是

發布時間: 2022-05-28 08:51:40

1. 散列演算法的介紹

產生一些數據片段(例如消息或會話項)的散列值的演算法。好的散列演算法具有根據輸入數據中的變動來更改散列值結果的特性;因此,散列對於檢測在諸如消息等大型信息對象中的任何變化很有用。

2. 散列法的散列演算法

也稱為哈希函數——哈希的英文意思為「無用信息」,因此哈希函數一詞的由來可能是因為最終形成的哈希表裡面是各種看起來毫無意義的描述值的混合。除用來快速搜索數據外,散列法還用來完成簽名的加密解密工作,這種簽名可以用來對收發消息時的用戶簽名進行鑒權。先用哈希函數對數據簽名進行轉換,然後將數字簽名本身和轉換後的信息摘要分別獨立的發送給接收人。通過利用和發送人一樣的哈希函數,接收人可以從數字簽名獲得一個信息摘要,然後將此摘要同傳送過來的摘要進行比較,這兩個值相等則表示數字簽名有效。
利用哈希函數對資料庫中的原始值建立索引,以後每獲取一次數據時都要利用哈希函數進行重新轉換。因此,哈希函數始終是單向操作。沒有必要通過分析哈希值來試圖逆推哈希函數。實際上,一個典型的哈希函數是不可能逆推出來的。好的哈希函數還應該避免對於不同輸入產生相同的哈希值的情況發生。如果產生了哈希值相同的情況,稱為沖突。可接受的哈希函數應該將沖突情況的可能性降到非常小。

3. 散列演算法的簡介

此外,好的散列演算法使得構造兩個獨立的有相同散列的輸入不能通過計算方法實現。典型的散列演算法包括 MD2、MD4、MD5 和 SHA-1。散列演算法也被稱為散列函數。散列演算法的演算法就是爭取一個蘿卜一個坑的原則
比如說有5個數 12,25,30,45,50,這幾個數有個規律,就是十位數都不相同,如果我設置一個散列函數f(value)=value/10;平常的時候,我們查找50,要比較5次(其他演算法可能不同),這里用散列演算法只需要1次,就是解散列函數,key=50/10=5,要找的數就在第5個位子.
但是上面問題還是很多的,比如說查找55呢?就會出錯<因為55解散列函數之後,也是在第5個位子>,還有等等等問題,很顯然這個是我散列函數沒設置好,當你把散列函數設置好了後,由於數據的龐大,沖突很有可能產生,那麼就需要我們來處理沖突了,所以寫散列演算法就是設置好的散列函數和處理沖突的過程.這里散列演算法涉及的查找就跟查找的數量無關,跟沖突率有直接的關系。

4. 散列演算法的概念

在信息安全技術中,經常需要驗證消息的完整性,散列(Hash)函數提供了這一服務,它對不同長度的輸入消息,產生固定長度的輸出。這個固定長度的輸出稱為原輸入消息的「散列」或「消息摘要」(Message digest)。一個安全的哈希函數H必須具有以下屬性:
l)H能夠應用到大小不一的數據上。
2)H能夠生成大小固定的輸出。
3)對於任意給定的x,H(x)的計算相對簡單。
4)對於任意給定的代碼h,要發現滿足H(x)=h的x在計算上是不可行的。
5) 對於任意給定的塊x,要發現滿足H(y)=H(x)而y=x在計算上是不可行的。
6)要發現滿足H(X)=H(y)的(X,y)對在計算上是不可行的

5. 哈希演算法是什麼呢

哈希演算法就是一種特殊的函數,不論輸入多長的一串字元,只要通過這個函數都可以得到一個固定長度的輸出值,這就好像身份證號碼一樣,永遠都是十八位而且全國唯一。

哈希演算法的輸出值就叫做哈希值。哈希演算法也被稱為「散列」,是區塊鏈的四大核心技術之一。是能計算出一個數字消息所對應的、長度固定的字元串。

哈希演算法原理:

Hash演算法的原理是把輸入空間的值映射到Hash空間內,由於Hash值的空間遠小於輸入的空間,而且藉助抽屜原理 ,可以得出一定會存在不同的輸入被映射成相同輸出的情況,如果一個Hash演算法足夠好,那麼他就一定會有更小的發生沖突的概率,也就是說,一個好的Hash演算法應該具有優秀的 抗碰撞能力。

6. 散列演算法的演算法思想

我也只能說說思想

散列演算法的演算法就是爭取一個蘿卜一個坑的原則

比如說有5個數 12,25,30,45,50,這幾個數有個規律,就是十位數都不相同,

如果我設置一個散列函數f(value)=value/10;平常的時候,我們查找50,要比較

5次(其他演算法可能不同),這里用散列演算法只需要1次,就是解散列函數,key=50/10

=5,要找的數就在第5個位子.但是上面問題還是很多的,比如說查找55呢?就會出

錯<因為55解散列函數之後,也是在第5個位子>,還有等等等問題,很顯然這個是我

散列函數沒設置好,當你把散列函數設置好了後,由於數據的龐大,沖突很有可能

產生,那麼就需要我們來處理沖突了,所以寫散列演算法就是設置好的散列函數和

處理沖突的過程.這里散列演算法涉及的查找就跟查找的數量無關,跟沖突率有直接

的關系

7. 哈希演算法是什麼呢

哈希演算法就是一種特殊的函數,不論輸入多長的一串字元,只要通過這個函數都可以得到一個固定長度的輸出值,這就好像身份證號碼一樣,永遠都是十八位而且全國唯一。哈希演算法的輸出值就叫做哈希值。

原理:

哈希演算法有三個特點,它們賦予了區塊鏈不可篡改、匿名等特性,並保證了整個區塊鏈體系的完整。

第一個特點是具有單向性。比如輸入一串數據,通過哈希演算法可以獲得一個哈希值,但是通過這個哈希值是沒有辦法反推回來得到輸入的那串數據的。這就是單向性,也正是基於這一點,區塊鏈才有效保護了我們信息的安全性。

哈希演算法的第二個特點是抗篡改能力,對於任意一個輸入,哪怕是很小的改動,其哈希值的變化也會非常大。

它的這個特性,在區塊與區塊的連接中就起到了關鍵性的作用。區塊鏈的每個區塊都會以上一個區塊的哈希值作為標示,除非有人能夠破解整條鏈上的所有哈希值,否則數據一旦記錄在鏈上,就不可能進行篡改。

哈希演算法的第三個特點就是抗碰撞能力。所謂碰撞,就是輸入兩個不同的數據,最後得到了一個相同的輸入。

就跟我們逛街時撞衫一樣,而坑碰撞就是大部分的輸入都能得到一個獨一無二的輸出。在區塊鏈的世界中,任何一筆交易或者賬戶的地址都是完全依託於哈希演算法生產的。這也就保證了交易或者賬戶地址在區塊鏈網路中的唯一性。

無論這筆轉賬轉了多少錢,轉給了多少個人,在區塊鏈這個大賬本中都是唯一的存在。它就像人體體內的白細胞,不僅區塊鏈的每個部分都離不開它,而且它還賦予了區塊鏈種種特點,保護著整個區塊鏈體系的安全。

8. 什麼是安全散列演算法SHA256

安全散列演算法SHA(Secure Hash Algorithm)是美國國家安全局 (NSA) 設計,美國國家標准與技術研究院(NIST) 發布的一系列密碼散列函數,包括 SHA-1、SHA-224、SHA-256、SHA-384 和 SHA-512 等變體。主要適用於數字簽名標准(DigitalSignature Standard DSS)裡面定義的數字簽名演算法(Digital Signature Algorithm DSA)。下面以 SHA-1為例,介紹該演算法計算消息摘要的原理。
對於長度小於2^64位的消息,SHA1會產生一個160位的消息摘要。當接收到消息的時候,這個消息摘要可以用來驗證數據的完整性。在傳輸的過程中,數據很可能會發生變化,那麼這時候就會產生不同的消息摘要。
SHA1有如下特性:不可以從消息摘要中復原信息;兩個不同的消息不會產生同樣的消息摘要。
一、術語和概念
(一)位(Bit),位元組(Byte)和字(Word)
SHA1始終把消息當成一個位(bit)字元串來處理。本文中,一個「字」(Word)是32位,而一個「位元組」(Byte)是8位。比如,字元串「abc」可以被轉換成一個位字元串:01100001 01100010 01100011。它也可以被表示成16進制字元串:0x616263.
(二)運算符和符號
下面的邏輯運算符都被運用於「字」(Word)
X^Y = X,Y邏輯與
X \/ Y = X,Y邏輯或
X XOR Y= X,Y邏輯異或
~X = X邏輯取反
X+Y定義如下:
字 X 和Y 代表兩個整數 x 和y, 其中0 <= x < 2^32 且 0 <= y < 2^32. 令整數z= (x + y) mod 2^32. 這時候 0 <= z < 2^32. 將z轉換成字Z,那麼就是 Z = X + Y.
循環左移位操作符Sn(X)。X是一個字,n是一個整數,0<=n<=32。Sn(X)= (X<>32-n)
X<定義如下:拋棄最左邊的n位數字,將各個位依次向左移動n位,然後用0填補右邊的n位(最後結果還是32位)。X>>n是拋棄右邊的n位,將各個位依次向右移動n位,然後在左邊的n位填0。因此可以叫Sn(X)位循環移位運算
二、SHA1演算法描述
在SHA1演算法中,我們必須把原始消息(字元串,文件等)轉換成位字元串。SHA1演算法只接受位作為輸入。假設我們對字元串「abc」產生消息摘要。首先,我們將它轉換成位字元串如下:
01100001 0110001001100011
―――――――――――――
『a』=97 『b』=98『c』=99
這個位字元串的長度為24。下面我們需要5個步驟來計算MD5。
(一)補位
消息必須進行補位,以使其長度在對512取模以後的余數是448。也就是說,(補位後的消息長度)%512 = 448。即使長度已經滿足對512取模後余數是448,補位也必須要進行。
補位是這樣進行的:先補一個1,然後再補0,直到長度滿足對512取模後余數是448。總而言之,補位是至少補一位,最多補512位。還是以前面的「abc」為例顯示補位的過程。
原始信息:01100001 01100010 01100011
補位第一步:0110000101100010 01100011 1
首先補一個「1」
補位第二步:0110000101100010 01100011 10…..0
然後補423個「0」
我們可以把最後補位完成後的數據用16進制寫成下面的樣子
61626380 0000000000000000 00000000
00000000 0000000000000000 00000000
00000000 0000000000000000 00000000
00000000 00000000
現在,數據的長度是448了,我們可以進行下一步操作。
(二)補長度
所謂的補長度是將原始數據的長度補到已經進行了補位操作的消息後面。通常用一個64位的數據來表示原始消息的長度。如果消息長度不大於2^64,那麼第一個字就是0。在進行了補長度的操作以後,整個消息就變成下面這樣了(16進制格式)
61626380 0000000000000000 00000000
00000000 0000000000000000 00000000
00000000 0000000000000000 00000000
00000000 0000000000000000 00000018
如果原始的消息長度超過了512,我們需要將它補成512的倍數。然後我們把整個消息分成一個一個512位的數據塊,分別處理每一個數據塊,從而得到消息摘要。
(三)使用的常量
一系列的常量字K(0),K(1), ... , K(79),如果以16進制給出。它們如下:
Kt = 0x5A827999 (0<= t <= 19)
Kt = 0x6ED9EBA1 (20<= t <= 39)
Kt = 0x8F1BBCDC (40<= t <= 59)
Kt = 0xCA62C1D6 (60<= t <= 79).
(四)需要使用的函數
在SHA1中我們需要一系列的函數。每個函數ft (0 <= t <= 79)都操作32位字B,C,D並且產生32位字作為輸出。ft(B,C,D)可以如下定義
ft(B,C,D) = (B ANDC) or ((NOT B) AND D) ( 0 <= t <= 19)
ft(B,C,D) = B XOR CXOR D (20 <= t <= 39)
ft(B,C,D) = (B ANDC) or (B AND D) or (C AND D) (40 <= t <= 59)
ft(B,C,D) = B XOR CXOR D (60 <= t <= 79).
(五)計算消息摘要
必須使用進行了補位和補長度後的消息來計算消息摘要。計算需要兩個緩沖區,每個都由5個32位的字組成,還需要一個80個32位字的緩沖區。第一個5個字的緩沖區被標識為A,B,C,D,E。第二個5個字的緩沖區被標識為H0,H1, H2, H3, H4。80個字的緩沖區被標識為W0,W1,..., W79
另外還需要一個一個字的TEMP緩沖區。
為了產生消息摘要,在第4部分中定義的16個字的數據塊M1,M2,..., Mn
會依次進行處理,處理每個數據塊Mi 包含80個步驟。
在處理每個數據塊之前,緩沖區{Hi} 被初始化為下面的值(16進制)
H0 = 0x67452301
H1 = 0xEFCDAB89
H2 = 0x98BADCFE
H3 = 0x10325476
H4 = 0xC3D2E1F0.
現在開始處理M1, M2,... , Mn。為了處理 Mi,需要進行下面的步驟
(1). 將Mi 分成 16 個字 W0, W1, ... , W15,W0 是最左邊的字
(2). 對於t = 16 到 79 令 Wt = S1(Wt-3 XOR Wt-8XOR Wt- 14 XOR Wt-16).
(3). 令A = H0, B = H1, C = H2, D = H3, E = H4.
(4) 對於t = 0 到 79,執行下面的循環
TEMP = S5(A) +ft(B,C,D) + E + Wt + Kt;
E = D; D = C; C =S30(B); B = A; A = TEMP;
(5). 令H0 = H0 + A, H1 = H1 + B, H2 = H2 + C, H3 = H3 + D, H4 = H4 + E.
在處理完所有的 Mn, 後,消息摘要是一個160位的字元串,以下面的順序標識
H0 H1 H2 H3 H4.
對於SHA256、SHA384、SHA512。你也可以用相似的辦法來計算消息摘要。對消息進行補位的演算法完全是一樣的。
三、SHA演算法被破解了嗎?
2013年9月10日美國約翰霍普金斯大學的計算機科學教授,知名的加密演算法專家,Matthew Green被NSA要求刪除他的一份關於破解加密演算法的與NSA有關的博客。 同時約翰霍普金斯大學伺服器上的該博客鏡像也被要求刪除。

加密演算法專家,美國約翰霍普金斯大學教授Matthew Green
但當記者向該大學求證時,該校稱從未收到來自NSA的要求要刪除博客或鏡像的資料,但記者卻無法在原網址再找到該博客。幸運的是,從谷歌的緩存可以找到該博客。該博客提到NSA每年花費2.5億美元來為自己在解密信息方面獲取優勢,並列舉了NSA的一系列見不得人的做法。

在BitcoinTalk上,已經掀起了一輪爭論:到底SHA-2是否安全?
部分認為不安全的觀點包括:
NSA製造了sha-2, 我們不相信NSA,他們不可能不留後門。
棱鏡事件已經明白的告訴我們,政府會用一切可能的手段來監視與解密。
雖然有很多人會研究SHA-2,且目前沒有公開的證據表明有漏洞。但沒有公開這並不能代表就沒有,因為發現漏洞的人一定更傾向於保留這個秘密來自己利用,而不是公布。
部分認為安全的觀點包括:
SHA-2是應用廣泛的演算法,應該已經經歷了實踐的檢驗。
美國的對頭中國和俄國都有很多傑出的數學家,如果有問題的話,他們肯定已經發現了。
如果真的不安全,世界上安全的東西就太少了,我不能生活在提心吊膽里,所以我選擇相信安全。

9. 散列演算法的軟體開發散列演算法

軟體開發 中的散列函數或散列演算法,又稱哈希函數,英語:Hash Function,是一種從任何一種數據中創建小的數字「指紋」的方法。散列函數把消息或數據壓縮成摘要,使得數據量變小,將數據的格式固定下來。該函數將數據打亂混合,重新創建一個叫做散列值的指紋。散列值通常用來代表一個短的隨機字母和數字組成的字元串。好的散列函數在輸入域中很少出現散列沖突。在散列表和數據處理中,不抑制沖突來區別數據,會使得資料庫記錄更難找到。
所有散列函數都有如下一個基本特性:如果兩個散列值是不相同的(根據同一函數),那麼這兩個散列值的原始輸入也是不相同的。這個特性是散列函數具有確定性的結果,具有這種性質的散列函數稱為單向散列函數。但另一方面,散列函數的輸入和輸出不是唯一對應關系的,如果兩個散列值相同,兩個輸入值很可能是相同的。但也可能不同,這種情況稱為「散列碰撞」,這通常是兩個不同長度的散列值,刻意計算出相同的輸出值。輸入一些數據計算出散列值,然後部分改變輸入值,一個具有強混淆特性的散列函數會產生一個完全不同的散列值。
典型的散列函數都有無限定義域,比如任意長度的位元組字元串,和有限的值域,比如固定長度的比特串。在某些情況下,散列函數可以設計成具有相同大小的定義域和值域間的一一對應。一一對應的散列函數也稱為排列。可逆性可以通過使用一系列的對於輸入值的可逆「混合」運算而得到。
由於散列函數的應用的多樣性,它們經常是專為某一應用而設計的。例如,加密散列函數假設存在一個要找到具有相同散列值的原始輸入的敵人。一個設計優秀的加密散列函數是一個「單向」操作:對於給定的散列值,沒有實用的方法可以計算出一個原始輸入,也就是說很難偽造。為加密散列為目的設計的函數,如MD5,被廣泛的用作檢驗散列函數。這樣軟體下載的時候,就會對照驗證代碼之後才下載正確的文件部分。此代碼有可能因為環境因素的變化,如機器配置或者IP地址的改變而有變動。以保證源文件的安全性。
錯誤監測和修復函數主要用於辨別數據被隨機的過程所擾亂的事例。當散列函數被用於校驗和的時候,可以用相對較短的散列值來驗證任意長度的數據是否被更改過。

10. 散列演算法是怎麼實現的

散列函數把消息或數據壓縮成摘要,使得數據量變小,將數據的格式固定下來。該函數將數據打亂混合,重新創建一個叫做散列值的指紋。散列值通常用來代表一個短的隨機字母和數字組成的字元串。好的散列函數在輸入域中很少出現散列沖突。在散列表和數據處理中,不抑制沖突來區別數據,會使得資料庫記錄更難找到。

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