Hash函数加密算法（一）

一、使用密码学的目的：

保密性：防止用户的标识或数据被读取。 l

身份验证：确保数据发自特定的一方。

数据完整性：防止数据被更改。

二、加密算法的分类：

1、对称加密

采用对称秘钥的加密系统加密、解密过程均采用同一把秘钥，通信双方必须同时获得这把钥匙进行加密解密操作。

常见对称加密：DES\3DES\AES

2、非对称加密

非对称加密系统采用的加密解密秘钥是不同的，加密的称为公钥，解密的称为私钥。公钥加密私钥解密、私钥签名公钥验证

常见的非对称算法：RSA\DSA\ECC

3、哈希函数加密算法

无需借助任何秘钥，主要用于针对前两者加密过程中需要保护的部分提供完整性、防伪造的支持。

常见的哈希加密算法：MD5，SHA-1，SHA-2，SHA-256，SHA-X（系列）

三、哈希算法

1、哈希

将数据打乱混合，通过散列算法，重新创建一个叫做散列值的指纹，通常用一个短的随机字母和数字组成的字符串表示散列值。
2、哈希算法的特性

1）单向不可逆

哈希(Hash)算法是一种单向密码体制,即只有加密过程,没有解密过程。

2）可重复性

相同输入经过同一哈希函数得到相同散列值，但并非散列值相同则输入结果相同。

java中使用equals方法 java中的equals和hashcode方法， java中用hashcode计算散列值，另外使用equals方法进行对比，返回true才能表示该对象为同一对象。

[html] view plaincopy

String result = new String();
String result2 = new String();
result="12121";
result2="121211";
System.out.println(result.hashCode());
System.out.println(result2.hashCode());
String s="12121";
String ss="12121";
System.out.println(s.equals(ss));
System.out.println(s.hashCode());
System.out.println(ss.hashCode());

返回结果：

[html] view plaincopy

46790767
1450513826
true
46790767
46790767

可见，针对同一类型对象，对象值相同，也就是散列函数的输入相同，输出的散列值也相同。对象的引用相同，但如果对象值不同，也就是指向不同的heap空间，计算出不同的散列值。

3）抗冲突性

不同的输入数据，经过同一散列函数，产生的散列值一定不相同。相同则产生哈希冲突（详见博主前面的博客更新）。

2、实现一个哈希算法

哈希算法有多重实现思路和方式，例如加法哈希、位运算哈希、乘法除法哈希等。

加法哈希是将每个输入循环叠加构成最后的哈希结果，prime 为任意质数

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static int additiveHash(String key, int prime)
{
int hash, i;
for (hash = key.length(), i = 0; i < key.length(); i++)
hash += key.charAt(i);
return (hash % prime);
}

位运算是采用移位、异或运算来充分混合输入元素

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static int rotatingHash(String key, int prime)
{
int hash, i;
for (hash=key.length(), i=0; i<key.length(); ++i)
hash = (hash<<4)^(hash>>28)^key.charAt(i);
return (hash % prime);
}

四、哈希加密算法

1、哈希加密算法

哈希算法应用于加密学，将加密学领域的哈希算法称为哈希加密算法，常见的如上面提到的MD5，SHA-系列算法，每种哈希加密算法，均通过某种哈希函数进行迭代，将任意长度的消息输入，经过压缩生成“消息摘要”（ MessageDigest）。

2、哈希加密算法的过程

预处理（Preprocessing）：消息填充、将消息分割成m个处理块、为哈希设置初始化值

哈希计算（HashComputation）：将预处理完成的数据生成消息摘要，利用对应的哈希函数、相关常熟生成哈希值（即散列值、摘要信息）。

每种哈希加密算法根据初始化参数生成固定长度的摘要信息，例如SHA-256生成的摘要信息长度为128位。越长安全性越高。

3、应用：

错误校正：在数据的发送方，对将要发送的数据应用散列函数，并将计算的结果同原始数据一同发送。在数据的接收方，同样的散列函数被再一次应用到接收到的数据上，如果两次散列函数计算出来的结果不一致，那么就说明数据在传输的过程中某些地方有错误了。这就叫做冗余校验。

例如在邮件反欺诈技术中的DKIM，邮件 body 信息使用 simple/relaxed 散列函数计算出 bh 值，同原数据一同发送。数据接收方使用同样的 simple/relaxed 散列函数再一次对接收到的数据进行散列计算，对比两次散列计算的结果是否一致。一致则保证邮件在传输过程中未被篡改，确保消息的完整性。

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