散列（hash）算法与应用
散列（hash）算法与应用
最近在准备期末的考试，复习然后顺便写下来记录笔记。 本笔记记录的是SHA和MD算法。
一、散列（hash）算法
1. 概念
把任意长度的输入通过单向散列函数H（）计算后，变换成固定长度的输 出，即散列值。这种转换是一种压缩映射，也就是，散列值的空间通常远 小于输入的空间，不同的输入可能会产生相同的输出，但不能由散列值来 唯一确定输入值。常见的散列算法：报文摘要算法MD、安全散列算法SHA
2.特点
- 对于任意给定的a，若a≠b，则H（a）不等于H（b）。 输入不同的消息极小概率下得到相同的散列值 一样的散列值一定来自相同的消息
- 对于任意给定的散列值y，不能通过计算找到x，使得H（x）=y。 单向、不可逆，即使知道了散列算法，也不能由散列值得到原始消息
3.散列算法应用
- 完整性检测
二、文章摘要算法（Message Digest）
1.概念
MD是面向字节的加密散列函数，能够把任意长度的数据计算成为128 比特固定长度的散列值，也叫消息摘要或指纹。容易计算及不可逆性、压缩性、抗修改性和抗碰撞性是它的优点。
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MD2（见RFC1319），是为内存资源有限的8位机或8位系统设计开 发的 MD4（见RFC1320），是为32位机设计开发的 MD5（见RFC1321），于1991年由Ronald Rivest提出，解决了 MD4的潜在安全弱点
2.MD5算法分组操作
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- 长度字段为64位，（报文＋填充）mod 512=448，保证总长是512的整数倍；
- 报文以512位为单位分段，前一段MD5的运算结果和当前段数据作为MD5输 入，运算结果为128位；
- 初始向量IV和第一段数据作为MD5输入。
三、安全散列（Secure Hash Algorithm）
1.概念
安全Hash函数（SHA）是使用最广泛的Hash函数。SHA由美国国家安全局设计并作为美国政府标准发布出来的。SHA－1生成160比特的散列值，但生成速度比MD5慢，但更为安全。SHA－1（见RFC3174），是SHA家族中使用最为广泛的散列算法， 广泛应用于各种应用和协议中，如TLS（传输层安全）、SSL（安全 套接字层）、SSH（Secure Shell）和 Ipsec 等。SHA-1算法和MD5算法都有MD4算法导出，因此他们俩的特点、缺陷、应用场景基本是相同的。
2.分类
有hash-1，还有四种变体：SHA－224，SHA－256，SHA－384，SHA－512， 这些并称为SHA-2。
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四、SHA-1与MD5之间的异同
相同点：
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SHA-1有着与MD5相同的填充过程； SHA-1也将报文分成512位长度的数据段； 对数据段进行与MD5相同的分组操作。、
不同点：
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SHA-1初始向量和每一段数据段的运算结果是5个32位的字，即160位； 每一级操作进行20次迭代运算，4级共80次迭代运算 需要将16个32位字的数据段扩展为80个32位字； 扩展后的80个32位字分别参加80次迭代运算； 每一级操作使用相同的常量，因此，只需要4个不同的常量。
