Hash(哈希)算法-Python实现

算法介绍：

哈希算法将任意长度的二进制值映射为较短的固定长度的二进制值，这个小的二进制值称为哈希值。哈希值是一段数据唯一且极其紧凑的数值表示形式。如果散列一段明文而且哪怕只更改该段落的一个字母，随后的哈希都将产生不同的值。要找到散列为同一个值的两个不同的输入，在计算上是不可能的，所以数据的哈希值可以检验数据的完整性。一般用于快速查找和加密算法。

Hash算法的计算方法 ：

用来产生一些数据片段（例如消息或会话项）的哈希值的算法。使用好的哈希算法，在输入数据中所做的更改就可以更改结果哈希值中的所有位；因此，哈希对于检测数据对象（例如消息）中的修改很有用。此外，好的哈希算法使得构造两个相互独立且具有相同哈希的输入不能通过计算方法实现。典型的哈希算法包括 MD2、MD4、MD5 和 SHA-1。

Hash算法的性质 ：

1. 单向性。即给定一个输入数，容易计算出它的哈希值，但是已知一个哈希值根据同样的算法不能得到原输入数。
2. 弱抗碰撞性。即给定一个输入数，要找到另一个得到给定数的哈希值，在使用同一种方法时，在计算上不可行。
3. 强抗碰撞性。即对于任意两个不同的输入数，根据同样的算法计算出相同的哈希值，在计算上不可行。
4. 雪崩效应：当一个输入未发生变化时输出位将有一半发生变化。

Hash算法的用途：

1. 它可以检验信息是否是相同的，这样的优势是可以节省重复数据传送的时间。就像我们在一些网盘中上传的文件，如果文件内容相同的话，哪怕属于不同的用户，也可以通过对比哈希值避免向服务器重复上传相同的文件，可以很大程度上节约存储资源，提高存储效率。

   我们在网上下载文件，在本地校验，以保证文件未被篡改：

import hashlib

with open("D:\python-3.11.1-amd64.exe", 'rb') as f:
    m1 = hashlib.md5(f.read())
    print('该文件校验值为:' + m1.hexdigest())

1. 除此之外，哈希算法也可以对网站注册用户的密码进行加密保护。

   哈希算法不可逆，用于密文保存密码的签名，网站后台只保存签名值。 这样即使网站保存的信息被盗取，也无法获取用户的密码，具有更高的安全性。

   

2. 在密码学中，哈希算法的主要作用是用于消息摘要和签名，主要用于消息的完整性校验。

用python实现hash算法：

MD5:

import hashlib

h1 = hashlib.md5()
h1.update('helloworld'.encode('utf-8'))
print('md5:' + h1.hexdigest())

SHA224:

import hashlib

h2 = hashlib.sha224()
h2.update('helloworld'.encode('utf-8'))
print('sha224:' + h2.hexdigest())

SHA1:

import hashlib

h3 = hashlib.sha1()
h3.update('helloworld'.encode('utf-8'))
print('sha1:' + h3.hexdigest())

SHA256:

import hashlib

h4 = hashlib.sha256()
h4.update('helloworld'.encode('utf-8'))
print('sha256:' + h4.hexdigest())

SAH384:

import hashlib

h5 = hashlib.sha384()
h5.update('helloworld'.encode('utf-8'))
print('sha384:' + h5.hexdigest())

密码加盐：

虽然哈希值是不可逆的，但我们可以通过哈希碰撞算出来密码是什么，这取决于算量，只要算量足够大，都能算出来。我们通常会将用户的密码进行 Hash 加密，如果不加盐，即使是两层的 md5 都有可能通过彩虹表的方式进行破译。彩虹表就是在网上搜集的各种字符组合的 Hash 加密结果。而加盐，就是人为的通过一组随机字符与用户原密码的组合形成一个新的字符，从而增加破译的难度。

代码实现：

import hashlib

# 密码加盐:
pwd = 'helloworld'

h1 = hashlib.md5()
h1.update('盐1'.encode('utf-8'))
h1.update(pwd.encode('utf-8'))
h1.update('盐2'.encode('utf-8'))
print('md5:' + h1.hexdigest())

# md5:ab46effd96a4873d6bfe9a465cedbb02

没有绝对安全的密码，我们仅可以通过这种方式去提高破解者的破解难度。只要算量足够大，密码破解只是时间问题

rot13-替换式密码