Hash散列算法详细解析（一）
Hash散列算法详细解析（一）
时间：2005年10月30日
本文详细描述了hash算法的通用模式，在这个基础上对目前作为标准的几种主要hash算法进行了一些分析：md5，ripemd系列，sha系列，tiger以及刚加入到标准不久的whirlpool。给出了部分算法的代码。
1 hash定义
传统hash函数的定义：一个hash函数满足下列条件：
-
对于不定长度的输入有一个固定的输出 输出容易计算
我们目前所说的hash，已经不是传统意义上的普通散列了。按照密码学的定义，hash函数其实就是一个单向函数。一个函数f是单向的，如果f满足：
-
y = f(x)容易计算 在已知y和函数f的情况下，找到满足y = f(x)的x是十分困难的
简单一点说，单向函数就是后向函数，只能计算以后的值，不能计算以前的值。
对称加密函数也是单向函数。不同的是，这些单向函数具有陷门。陷门相当于后门一样，知道陷门的人就能够反转单向函数，不知道的人就不能够做到这点。正因为hash函数和加密函数具有一样的性质，所以，它们的设计思路和方法是一致的。下面用一个简单的例子来说明它们之间的联系：
加密函数E的代码为:
E(data,key) = data ^ MD5(key);
对应的解密函数为：
D(data,key) = data ^ MD5(key);
如果选择了一个好的加密模式，上面的这对简单的加密/解密函数对也具有极高的安全度。
本章节的内容大家感兴趣的可以参考以下书籍：
《密码学基础（英文版）》《现代密码学理论与研究》
2 hash 算法的一般模式
当前所提出来的hash算法都具有一个一般的模式。其主要计算步骤有3步：
-
添加数据，使得输入数组的长度是某个数（一般为512）的倍数 对添加的数据进行分组 初始化输出值 根据输出值和分组进行计算，得到一个新的输出值 继续步骤4，直到所有分组都计算完毕 输出输出值
有一个例外的，就是whirlpool算法不需要第3步。下面将对各种标准hash函数进行简单分析，并给出其实现代码。
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