Hash算法的应用

Posted 2021-04-12 澳链财经

1、Hash在管理数据结构中的应用

在用到hash进行管理的数据结构中，就对速度比较重视，对抗碰撞不太看中，只要保证hash均匀分布就可以。 比如hashmap，hash值（key）存在的目的是加速键值对的查找，key的作用是为了将元素适当地放在各个桶里，对于抗碰撞的要求没有那么高。

换句话说，hash出来的key，只要保证value大致均匀的放在不同的桶里就可以了。 但整个算法的set性能，直接与hash值产生的速度有关，所以这时候的hash值的产生速度就尤为重要，以JDK中的String.hashCode()方法为例：

  
    
    
  
 
   
 
    
 
     public int hashCode() { 
    
 
   
 
    
 
     int h = hash; 
    
 
   
 
    
 
     //hash default value : 0 
    
 
   
 
    
 
     if (h == 0 && value.length > 0) { 
    
 
   
 
    
 
     //value : char storage 
    
 
   
 
    
 
     char val[] = value; 
    
 
   
 
    
 
     for (int i = 0; i < value.length; i++) { 
    
 
   
 
    
 
     h = 31 * h + val[i]; 
    
 
   
 
    
 
     } 
    
 
   
 
    
 
     hash = h; 
    
 
   
 
    
 
     } 
    
 
   
 
    
 
     return h; 
    
 
   
 
    
 
     } 
    
 
   

 
  

很简洁的一个乘加迭代运算，在不少的hash算法中，使用的是异或+加法进行迭代，速度和前者差不多。

2、Hash在在密码学中的应用

在密码学中，hash算法的作用主要是用于消息摘要和签名，换句话说，它主要用于对整个消息的完整性进行校验。 举个例子，我们登陆知乎的时候都需要输入密码，那么知乎如果明文保存这个密码，那么黑客就很容易窃取大家的密码来登陆，特别不安全。 那么知乎就想到了一个方法，使用hash算法生成一个密码的签名，知乎后台只保存这个签名值。 由于hash算法是不可逆的，那么黑客即便得到这个签名，也丝毫没有用处； 而如果你在网站登陆界面上输入你的密码，那么知乎后台就会重新计算一下这个hash值，与网站中储存的原hash值进行比对，如果相同，证明你拥有这个账户的密码，那么就会允许你登陆。 银行也是如此，银行是万万不敢保存用户密码的原文的，只会保存密码的hash值而而已。 在这些应用场景里，对于抗碰撞和抗篡改能力要求极高，对速度的要求在其次。 一个设计良好的hash算法，其抗碰撞能力是很高的。 以MD5为例，其输出长度为128位，设计预期碰撞概率为2^128，这是一个极小极小的数字——而即便是在MD5被王小云教授破解之后，其碰撞概率上限也高达，也就是说，至少需要找次才能有1/2的概率来找到一个与目标文件相同的hash值。 而对于两个相似的字符串，MD5加密结果如下：

  
    
    
  
 
   
 
    
 
     MD5("version1") = "966634ebf2fc135707d6753692bf4b1e"; 
    
 
   
 
    
 
     MD5("version2") = "2e0e95285f08a07dea17e7ee111b21c8"; 
    
 
  

可以看到仅仅一个比特位的改变，二者的MD5值就天差地别了

ps : 其实把hash算法当成是一种加密算法，这是不准确的，我们知道加密总是相对于解密而言的，没有解密何谈加密呢，HASH的设计以无法解为目的的。 并且如果我们不附加一个随机的salt值，HASH口令是很容易被字典攻击入侵的。

END

 

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