HASH函数的特点及其应用

    HASH函数必须具备两个基本特征:单向性 和 碰撞约束。单向性是指其的操作方向的不可逆性,在HASH函数中是指 只能从输入推导出输出,而不能从输出计算出输入;碰撞约束是指 不能找到一个输入使其输出结果等于一个已知的输出结果 或者 不能同时找到两个不同的输入使其输出结果完全一致。一个函数只用同时严格的具备了这样的特性,我们才能认可这样的一个HASH。
    目前常用的HASH函数主要有两个系列,MD 和 SHA系列。MD系列主要包括 MD2,MD4,MD5,不幸的是这一系列的hash函数都已经被证实是不够安全的了,我国山东大学教授王小云就是因为在有限的时间内成功地破解了MD2和MD5算法而扬名海内外。SHA系列正是因此而生,其包含SHA1 和 SHA2(SHA224, SAH256, SHA384,SHA512)系列。其中224,256,384,512都是指其输出的位长度,而SHA1是160位长(注意我们应该避免使用SHA0,那是SHA的初始版本,后来经过调整,升级为SHA0,我们在使用的时候应该使用SHA1).
    经过长时间的测试和软硬件的不断提升,SHA1已经不再被当成是能经得住考验的选择了。目前大多数应用场景下,推荐使用SHA256以上的算法。在概率方面有生日悖论的存在,经此推导,每种HASH算法的实际位强度只有其结果强度的一般,即如果是SHA256,实际攻击强度只有2的128次方。
    对于HASH函数的使用,有很多误区,在此特列举其使用场景以及常见的使用误区。但是不论如何,我们都该记得HASH函数的特点:固定长度的输出,单向不可逆,碰撞约束。
    正确的应用场景:
    1,数据校验
    HASH函数有类似数据冗余校验类似的功能,但是它比简单的冗余校验碰撞的概率要小得多,顾而在现在密码学中总是用HASH来做关键数据的验证。
    2,单向性的运用
    利用HASH函数的这个特点,我们能够实现口令,密码等安全数据的安全存储。密码等很多关键数据我们需要在数据库中存储,但是在实际运用的过程中,只是作比较操作,顾而我们可以比较HASH结果。这一点相信在银行等系统中有所运用,否则我们真的要睡不着觉了:)
    3,碰撞约束以及有限固定摘要长度
    数字签名正是运用了这些特点来提高效率的。我们知道非对称加密算法速度较低,通过HASH处理我们可以使其仅仅作用于HASH摘要上,从而提高效率。
    4,可以运用HASH到随机数的生成和密码,salt值等的衍生中
    因为HASH算法能够最大限度的保证其唯一性,故而可以运用到关键数据的衍生中(从一个随机的种子数产生,并且不暴露种子本身秘密)。
    常见的误区:
    1,误认为其是加密算法
    有很多人把HASH算法当成是加密算法,这是不准确的,其实我们知道加密总是相对于解密而言的,没有解密何谈加密呢,HASH的设计以无法解为目的的。
    2,不包含salt的口令HASH
    注意如果我们不附加一个随机的salt值,HASH口令是很容易被字典攻击入侵的。
    3,不注意中间人攻击
    注意HASH并不能保证网络的安全,要防止攻击者同时替换数据和HASH。正确运用中要结合加密,签名。

    没有永远的安全HASH,只有永远的HASH思想......

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