轻松看懂的加解密系列(3) —— “哈希算法”大PK

图-1

        在做了两期加解密系列之后，本章让我们换个话题——“哈希”。

        先从“信息技术世界的需求”谈起。

• 当接收方收到一份来自发送方的文件后，如何快速验证文件内容没有丢失、乱序或者被篡改？
• 现实世界里海量的文献如何能被映射成简短而唯一的“索引”，从而方便快速归档和查找？
• 如何做到不把明文密码存储到第三方验证机构，但又可以在第三方安全地验证密码？
• 对于一份电子合同文本来说，如何产生一个消息摘要来确保消息的完整性和真实性？

        加解密的方式显然无法满足以上这些需求，这就需要数据安全领域的另一大概念“哈希”出场了。在谈到哈希算法时，书本上给出的定义通常会包括，哈希算法是一种将输入数据转换为固定长度的数字串（哈希值）的数学函数。哈希值是唯一的，即使输入数据微小地变化，哈希值也会截然不同。哈希运算本身不被视为一种加密（Encryption）操作，而是一种散列（Hashing）操作【图-1】。虽然哈希和加密都涉及数据转换，但它们有本质上不同的目标和特性：

图-2

哈希（Hashing）：

• 目标：哈希算法的主要目标是将输入数据（原文）转换为一个固定长度的哈希值（散列值）【图-2】。
• 特性：哈希算法是单向的，不可逆的，即无法从哈希值还原出原始数据。它旨在生成唯一的哈希值，以便验证数据完整性、生成数据的唯一标识符以及用于快速数据检索等。
• 典型用途：数据完整性验证、数字签名、密码存储、数据索引等。

加密（Encryption）：

• 目标：加密算法的主要目标是将原始数据（明文）转换为经过加密的数据（密文），以便保护数据的机密性，只有授权用户可以解密和访问数据。
• 特性：加密算法是可逆的，只有掌握正确的密钥才能解密密文还原为明文。它的目标是提供保密性和隐私保护。
• 典型用途：数据传输加密、文件加密、通信