前言
Hash算法我们可能早就听过，不仅仅应用在密码学领域。由于hash算法所体现的思想十分的满足我们的需求，比如可以把一个十分复杂的东西映射到另外一个较为简单的地方，所以很多地方都有应用。
# 1. 什么是hash算法？
Hash（哈希或散列，Hash Algorithm）算法是信息技术领域非常基础也非常重要的技术。它能任意长度的二进制值（明文）映射为较短的固定长度的二进制值（Hash值），并且不同的明文很难映射为相同的Hash值。
Hash算法的核心思想：基于内容进行编址或者命名。
2. Hash算法的特点
一个优秀的 hash 算法，将能实现：
- 正向快速：给定明文和hash算法，在有限时间和有限资源内能计算出hash值。
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逆向困难：给定（若干）hash值，在有限时间内很难（基本不可能）逆推出明文。
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输入敏感：原始输入信息修改一点信息，产生的hash值看起来应该都有很大不同。
- 冲突避免：很难找到两段内容不同的明文，使得它们的hash值一致（发生冲突）。
如果给定一个明文前提下，难以找到碰撞的另一个明文，称为“弱抗碰撞性”；如果难以找到任意两个明文，发生碰撞，则称算法具有“强抗碰撞性”。
3. 流行的hash算法
目前流行的 Hash 算法包括 MD5、SHA-1 和 SHA-2。
MD是Message Digest的缩写。
- MD4（RFC 1320）是 MIT 的 Ronald L. Rivest 在 1990 年设计的，MD 是 Message Digest 的缩写。其输出为 128 位。MD4 已证明不够安全。
- MD5（RFC 1321）是 Rivest 于1991年对 MD4 的改进版本。它对输入仍以 512 位分组，其输出是 128 位。MD5 比 MD4 复杂，并且计算速度要慢一点，更安全一些。MD5 已被证明不具备”强抗碰撞性”（强抗碰撞性参考上面的内容）。
- SHA （Secure Hash Algorithm）是一个 Hash 函数族，由 NIST（National Institute of Standards and Technology）于 1993 年发布第一个算法。目前知名的 SHA-1 在 1995 年面世，它的输出为长度 160 位的 hash 值，因此抗穷举性更好。SHA-1 设计时基于和 MD4 相同原理，并且模仿了该算法。SHA-1 已被证明不具”强抗碰撞性”。
4. hash算法的缺点
一般而言，Hash需要较强的算力资源，所以算力很可能成为hash算法的瓶颈。一般选择进行hash算法的CPU需要较高的主频。
5. Hash算法与数字摘要之间的关系
数字摘要的意思是对内容进行Hash运算，把运算结果作为唯一的值来代表之前的值。
根据前面所学习的内容，我们可以根据前面所学的hash函数的特点之一（抗碰撞性）来解决确保内容没有被篡改的问题。
数字摘要是Hash算法的一个很重要的使用场景。当我们在网络上下载东西的时候，很可能被不法分子篡改，这个时候我们就可以对下载的资源进行数字摘要，这样当我们下载之后，通过把下载的文件进行Hash计算，把结果与数字摘要进行对比，就可以知道文件是否被篡改。
6. 总结
今天我们学习了Hash算法的概念，特点，常用的Hash算法，Hash算法的特点以及Hash算法的应用（数字摘要）等内容。对其有了一个基本的了解。
