入门科普29：什么是哈希算法？

Posted 2021-04-30 大杂说

入门科普

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什么是哈希算法

关于“算法”一词，目前国内用户使用的比较模糊，有时指共识机制，比如POW算法，POS算法；有时指具体的Hash算法，比如SHA256，SCRYPT。

应该说这是由于早期从外文资料翻译过来概念模糊导致的错误，后来人云亦云。作为区块链算法，哈希算法一直让普通大众感到晦涩难懂，那么究竟它是什么，有什么用途呢？

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什么是哈希算法

哈希算法并不是指的某一种算法，而是某一类算法，就像水果并不是只有苹果，还有香蕉、哈密瓜、葡萄......等等，很多很多的。

只要符合这类型算法的特点就属于哈希算法，什么算法的特点呢，就是可以将任意长度的信息转换成一段固定长度的字符串。

哈希的意思就是引入随机数量的输入数据，将其加密，然后得出一个固定输出数据，就叫做哈希。哈希算法是一种只能加密，不能解密的密码学算法，是将任意长度的二进制值映射为较短的固定长度的二进制值。输入可以是任何数据，只要能代表单个字节，一个MP3文件，整本小说，你的银行账单，甚至是整个互联网。关键在于输入可以无限大。哈希算法可以根据你的需求来进行选择，现在公开的也有很多种算法。

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哈希算法的分类

哈希算法其实有很多种，例如 md5 ，SHA256 等等，但是它们总体上可以分为两大类，一类是普通哈希，另外一类是加密哈希，cryptographic hash function 。

加密哈希跟普通哈希的区别就是安全性，一般原则是只要一种哈希算法出现过碰撞，就会不被推荐成为加密哈希了，只有安全度高的哈希算法才能用作加密哈希。

同时加密哈希其实也能当普通哈希来用，Git 版本控制工具就是用 SHA-1 这个加密哈希算法来做完整性校验的。一般来讲越安全的哈希算法，处理速度也就越慢，所以并不是所有的场合都适合用加密哈希来替代普通哈希。

哈希算法的输出长度是固定的，而加密算法的输出长度是跟数据本身长度直接相关的，哈希是不可以逆向运算出数据的，而加密算法的输出是要能够逆向运算出数据的。所以加密哈希算法只是被用在加密过程中，但是它本身不是加密算法。总之，哈希算法有很多种，长度越长的算法基本认为越安全。安全度低的哈希算法被认为是普通哈希算法，主要用来做完整性校验。安全度高的被称为加密哈希算法，会被用在加密算法中。所谓的高低都是相对概念，例如 MD5 曾经属于加密哈希，但是目前只能用来做安全校验了。而从2017年开始，SHA-1 算法生成的加密证书也会被各大浏览器拒绝了。目前最流行的加密算法是 SHA-2 ，但是跟 SHA-1 不同，SHA-2 不是一种算法，而是一系列算法的统称，其中就包括咱们之前提过的 SHA-256 。

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哈希算法的作用

哈希算法的主要作用是——利用哈希算法的防篡改性，用来验证信息的完整性，因为如果信息在传递过程中被篡改，那么运行哈希计算得到的哈希值与原来的哈希值不一样。在区块链中，哈希函数的抗碰撞性用来做区块和交易的完整性验证，一有篡改就能被识别出来。

 

简单来说，哈希使得区块链上的人对现在的整体状态达成共识，电子签名却保证了所有交易都只由正确的人发出。我们依赖于这两个特性，来保证区块链不会存在任何欺诈和贪污现象。

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