哈希算法

哈希算法（Hash）又称摘要算法（Digest），它的作用是：对任意一组输入数据进行计算，得到一个固定长度的输出摘要。

哈希算法最重要的特点就是：

• 相同的输入一定得到相同的输出；
• 不同的输入大概率得到不同的输出。

哈希算法的目的就是为了验证原始数据是否被篡改。

Java字符串的hashCode()就是一个哈希算法，它的输入是任意字符串，输出是固定的4字节int整数

 两个相同的字符串永远会计算出相同的hashCode，否则基于hashCode定位的HashMap就无法正常工作。这也是为什么当我们自定义一个class时，覆写equals()方法时我们必须正确覆写hashCode()方法。

哈希碰撞:

哈希碰撞是指，两个不同的输入得到了相同的输出

哈希碰撞是不能避免的，因为输出的字节长度是固定的，String的hashCode()输出是4字节整数，最多只有4294967296种输出，但输入的数据长度是不固定的，有无数种输入。所以，哈希算法是把一个无限的输入集合映射到一个有限的输出集合，必然会产生碰撞。

碰撞不可怕，我们担心的不是碰撞，而是碰撞的概率，因为碰撞概率的高低关系到哈希算法的安全性。一个安全的哈希算法必须满足：

• 碰撞概率低；
• 不能猜测输出。（不能猜测输出是指，输入的任意一个bit的变化会造成输出完全不同，这样就很难从输出反推输入（只能依靠暴力穷举））

 MD5

Java标准库提供了常用的哈希算法，并且有一套统一的接口。我们以MD5算法为例，看看如何对输入计算哈希：

public class TestDemo {
     private static final String slat = "mc12345@@@%%%";//盐，用于混交md5
     public static void main(String[] args) throws Exception {
            String dataStr="hello,world";
            dataStr = dataStr + slat;
　　　　　　　　// 创建一个MessageDigest实例:
            MessageDigest m = MessageDigest.getInstance("MD5");
　　　　　　　　// 反复调用update输入数据:
            m.update(dataStr.getBytes("UTF8"));
            byte bytes[] = m.digest();
            String result = "";
            for (int i = 0; i < bytes.length; i++) {
                result += Integer.toHexString((0x000000FF & s[i]) | 0x80000000).substring(6);
            }
            System.out.println(result);
         }
}

 

 

SHA-1

SHA-1也是一种哈希算法，它的输出是160 bits，即20字节。SHA-1是由美国国家安全局开发的，SHA算法实际上是一个系列，包括SHA-0（已废弃）、SHA-1、SHA-256、SHA-512等。

在Java中使用SHA-1，和MD5完全一样，只需要把算法名称改为"SHA-1"：

public class TestDemo {
     public static void main(String[] args) throws Exception {
            // 创建一个MessageDigest实例:
            MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("SHA-1");
            // 反复调用update输入数据:
            md.update("HelloWorld".getBytes("UTF-8"));
　　　　　　　byte[] result = md.digest();
            System.out.println(new BigInteger(1, result).toString(16));
         }
}

总结：

哈希算法可用于验证数据完整性，具有防篡改检测的功能；

常用的哈希算法有MD5、SHA-1等；

用哈希存储口令时要考虑彩虹表攻击。

Java标准库支持的所有哈希算法可以在https://docs.oracle.com/en/java/javase/13/docs/specs/security/standard-names.html#messagedigest-algorithms查到。