哈希与加密（一）

声明：本文源自对哈希(Hash)与加密(Encrypt)的基本原理、区别及工程应用的学习整理

1、哈希与加密的区别

   （1）哈希：将目标文本转换成具有相同长度、不可逆的杂凑字符串（或称消息摘要）；

   （2）加密：将目标文本转换成具有不同长度、可逆的密文。

实际上，使用相同的hash算法，不论目标文本有多长，得到的结果长度固定；加密算法往往与目标文本的长度成正比。

2、哈希与加密的数学基础

   （1）哈希算法：R=H(S)是多对一映射，多个不同的S可以通过哈希算法H得到相同的R。所以就不存在一个逆映射，使得一个R能得到唯一的S.

一个设计良好的hash算法很难从哈希结果中找到目标文本的碰撞，另外，好的哈希算法对于目标文本的改变极其敏感。

何为碰撞？对于hash算法H，如果S1不等于S2，但是H(S1)等于H(S2)，则称S1与S2互为碰撞。

   （2）加密算法：R=E(S,Ke)是一对一映射，一个S结合加密密钥Ke，仅能得到唯一的密文R。反之，一个R结合解密密钥Kd也仅能得到唯一的S。

一个设计良好的加密算法应该是一个“单向陷门函数”，单向陷门函数的特点：即使知道函数本身也很难由函数的值求得其对应的自变量。可是一旦知道了陷门，自变量就很容易计算出来。

简单的说，好的加密算法应该是很难从密文求得明文的，但是如果一旦密钥被知道了，就很容易由密文求得明文。

在加密算法防攻击这块，往往假设攻击者知道加密算法和密文，所以我们应该对明文和密钥进行保护。

3、哈希与加密在软件中的应用

（1）哈希和加密在软件开发中最常见的应用是数据保护。

为了实现数据保护，选择哈希or加密的基本原则：

如果被保护的数据仅用做比较验证，以后不需要还原成明文，使用哈希；

如果被保护的数据需要还原成明文，使用加密；

如果你忘记密码，网站让你输入新的密码，则用的应该是哈希；

如果你忘记密码，网站发给你原密码，则用的应该是加密；

（2）使用简单的一次哈希进行数据保护：

如上图，对注册进来的口令进行哈希算法的映射，将得到的杂凑字符串存入数据库；对每次登录的口令进行哈希算法的映射，将得到的杂凑字符串和数据库里的注册口令杂凑字符串比较，有相同的，则登录成功。

最常用的哈希算法是MD5和SHA1。