什么是SHA算法

和MD5算法类似，SHA (Security Hash Algorithm) 算法也是一种信息摘要生成算法，SHA 是美国的 NIST 和 NSA 设计的一种标准的 Hash 算法。

SHA-1 是第一代 SHA 算法标准，后来的 SHA-224、SHA-256、SHA-384 和 SHA-512 被统称为 SHA-2。

SHA-256：可以生成长度256bit的信息摘要。

SHA-224：SHA-256的“阉割版”，可以生成长度224bit的信息摘要。

SHA-512：可以生成长度512bit的信息摘要。

SHA-384：SHA-512的“阉割版”，可以生成长度384bit的信息摘要。

显然，信息摘要越长，发生碰撞的几率就越低，破解的难度就越大。但同时，耗费的性能和占用的空间也就越高。

SHA-1和SHA-2

如上所述，SHA-1和SHA-2是该算法不同的两个版本，它们的构造和签名的长度都有所不一样，可以把SHA-2理解为SHA-1的继承者。

SSL行业选择SHA作为数字签名的散列算法，从2011到2015，一直以SHA-1位主导算法。但随着互联网技术的提升，SHA-1的缺点越来越突显。目前SHA-2已经成为新的标准，所以现在签发的SSL证书，必须使用SHA-2算法签名。也许有人偶尔会看到SHA-2 384位的证书，很少会看到224位，因为224位不允许用于公共信任的证书，512位，不被软件支持。

下面是SSL证书的SHA-1和SHA-2签名对比

SHA-1和SHA-2签名对比

两者在表面上似乎没有什么特别，但是数字签名对于SSL / TLS的安全性具有重要的作用。哈希值越大，组合越多，其安全性就越高，SHA-2比SHA-1安全的多。

加密哈希算法的一个重要功能是产生独特的散列，当两个不同的值或文件可以产生相同的散列，则会产生所谓的碰撞。只有在不发生碰撞时，才能保证数字签名的安全性。碰撞对于哈希算法来说是极其危险的，因为碰撞允许两个文件产生相同的签名。当计算机检查签名时，即使该文件未真正签署，也会被计算机识别为有效的。

SHA-1和MD5的区别

1.摘要长度不同。

MD5的摘要的长度尽128bit，SHA-1摘要长度160bit。多出32bit意味着什么呢？不同明文的碰撞几率降低了2^32 = 324294967296倍。

2.性能略有差别

由于SHA-1摘要比MD5摘要长，因而SHA-1生成摘要的性能比MD5略低。

SHA-1算法原理

我们先来回顾一下MD5算法的核心过程，没看过的小伙伴们可以点击这个链接：什么是MD5算法

简而言之，MD5把128bit的信息摘要分成A，B，C，D四段（Words），每段32bit，在循环过程中交替运算A，B，C，D，最终组成128bit的摘要结果。

md5计算原理

再看一下SHA-1算法，核心过程大同小异，主要的不同点是把160bit的信息摘要分成了A，B，C，D，E五段。

SHA-1算法计算过程

再看一下SHA-2系列算法，核心过程更复杂一些，把信息摘要分成了A，B，C，D，E，F，G，H八段。

SHA-2算法计算过程

其中SHA-256的每一段摘要长度是32bit，SHA-512的每一段摘要长度是64bit。SHA-224和SHA-384则是在前两者生成结果的基础上做出裁剪。

SHA1，SHA256，MD5算法比较

以一个60M的文件为测试样本，经过1000次的测试平均值，三种算法的表现为：

MD5算法运行1000次的平均时间为：226ms

SHA1算法运行1000次的平均时间为：308ms

SHA256算法运行1000次的平均时间为：473ms

安全性方面，显然SHA256（又称SHA2）的安全性最高，但是耗时要比其他两种多很多。MD5相对较容易碰撞，因此，SHA1应该是这三种中性能最好的一款加密算法。