hash 算法

什么是 hash 算法

散列方法的主要思想是根据结点的关键码值来确定其存储地址：以关键码值K为自变量，通过一定的函数关系h(K)(称为散列函数)，计算出对应的函数值来，把这个值解释为结点的存储地址，将结点存入到此存储单元中。检索时，用同样的方法计算地址，然后到相应的单元里去取要找的结点。通过散列方法可以对结点进行快速检索。散列（hash，也称“哈希”）是一种重要的存储方式，也是一种常见的检索方法。

散列算法（Hash Algorithm），又称哈希算法，杂凑算法，是一种从任意文件中创造小的数字「指纹」的方法。与指纹一样，散列算法就是一种以较短的信息来保证文件唯一性的标志，这种标志与文件的每一个字节都相关，而且难以找到逆向规律。因此，当原有文件发生改变时，其标志值也会发生改变，从而告诉文件使用者当前的文件已经不是你所需求的文件。

Hash算法有什么特点

一个优秀的 hash 算法，将能实现：

正向快速：给定明文和 hash 算法，在有限时间和有限资源内能计算出 hash 值。
逆向困难：给定（若干） hash 值，在有限时间内很难（基本不可能）逆推出明文。
输入敏感：原始输入信息修改一点信息，产生的 hash 值看起来应该都有很大不同。
冲突避免：很难找到两段内容不同的明文，使得它们的 hash 值一致（发生冲突）。即对于任意两个不同的数据块，其hash值相同的可能性极小；对于一个给定的数据块，找到和它hash值相同的数据块极为困难。

但在不同的使用场景中，如数据结构和安全领域里，其中对某一些特点会有所侧重。

几种常见的hash算法

MD5
SHA-1
SHA-2
SHA-256
SHA-512
SHA-3
RIPEMD-160

MD5 加密使用

func Md5(data string)  {

    fmt.Println("-----------Md5-----------")
    mes := []byte(data)

    // 1. 使用系统的包实现
    // 密文为16进制的数字 16 *8 = 128位
    by := md5.Sum(mes)
    fmt.Printf("%x\n", by)

    // 2. 第二种写法
    m := md5.New()
    m.Write(mes)
    //将字节数组转换成字符串
    s2:= hex.EncodeToString(m.Sum(nil))
    fmt.Println(s2)
}

Sha256加密使用

func Sha256(data string)  {

    fmt.Println("--------sha256----------")

    // 32字节 通用在公链中 32 * 8 = 256 位
    // 2. 第一种写法
    by := sha256.Sum256([]byte(data))
    s := fmt.Sprintf("%x", by)
    fmt.Println(s)

  // 2. 第二种写法
    m := sha256.New()
    m.Write([]byte(data))
    s2 := hex.EncodeToString(m.Sum(nil))
    fmt.Println(s2)


    //对文件中的数据进行加密
    file, _ := os.Open("test.txt")
    h := sha256.New()
    //将file copy到 h中
    io.Copy(h, file)
    resu := h.Sum(nil)

    fmt.Println(hex.EncodeToString(resu))
}

rpemd160加密使用

//需要用到三方库 crypto
func Ripem160(data string)  {

    fmt.Println("-------Ripem160--------")
    rip := ripemd160.New()
    rip.Write([]byte(data))
    res := hex.EncodeToString(rip.Sum(nil))

    fmt.Println(res)
}

md5 实现原理

对MD5算法简要的叙述可以为：MD5以512位分组来处理输入的信息，且每一分组又被划分为16个32位子分组，经过了一系列的处理后，算法的输出由四个32位分组组成，将这四个32位分组级联后将生成一个128位散列值。

填充：如果输入信息的长度(bit)对512求余的结果不等于448，就需要填充使得对512求余的结果等于448。填充的方法是填充一个1和n个0。填充完后，信息的长度就为N*512+448(bit)；
记录信息长度：用64位来存储填充前信息长度。这64位加在第一步结果的后面，这样信息长度就变为N*512+448+64=(N+1)*512位。
装入标准的幻数（四个整数）：标准的幻数（物理顺序）是（A=(01234567)16，B=(89ABCDEF)16，C=(FEDCBA98)16，D=(76543210)16）。如果在程序中定义应该是（A=0X67452301，B=0XEFCDAB89，C=0X98BADCFE，D=0X10325476）
四轮循环运算

sha256 实现原理

SHA-256 算法输入报文的最大长度不超过2^64 bit，输入按512-bit 分组进行处理，产生的输出是一个256-bit 的报文摘要。

附加填充比特：对报文进行填充使报文长度与448 模512 同余（长度=448 mod 512），填充的比特数范围是1 到512，填充比特串的最高位为1，其余位为0。就是先在报文后面加一个 1，再加很多个0，直到长度满足 mod 512=448.为什么是448，因为448+64=512. 第二步会加上一个 64bit的原始报文的长度信息。
附加长度值 将用64-bit 表示的初始报文（填充前）的位长度附加在步骤1 的结果后（低位字节优先）。
初始化缓存：使用一个256-bit 的缓存来存放该散列函数的中间及最终结果。
处理512-bit（16 个字）报文分组序列：该算法使用了六种基本逻辑函数，由64步迭代运算组成。每步都以256-bit 缓存值ABCDEFGH 为输入，然后更新缓存内容。每步使用一个32-bit 常数值Kt 和一个32-bit Wt。