SHA256算法

SHA256(Secure Hash Algorithm 256-bit)是一种安全哈希算法,属于SHA-2系列,由美国国家安全局(NSA)设计并由美国国家标准与技术研究院(NIST)发布。
SHA256算法的主要目的是将任意长度的消息映射为一个固定长度(256位,即32字节)的哈希值,这个过程是单向的,意味着从哈希值不能直接还原出原始消息内容。

基本特性:

  1. 安全性:SHA256算法设计用于抵抗各种密码分析攻击,包括碰撞攻击和预映射攻击,其安全性高于SHA-1算法。
  2. 不可逆性:SHA256是一种单向哈希函数,计算容易但根据哈希值难以确定原始输入信息。
  3. 固定输出长度:无论输入消息长度如何,SHA256始终产生一个256位的哈希值。
  4. 唯一性:理论上,不同的输入应该产生不同的哈希值,但实际上因为哈希空间的有限性,存在碰撞的可能性,但实际找到碰撞非常困难。
  5. 消息填充:对原始消息进行特定的填充,确保其长度对512位的块大小对齐。
  6. 哈希值初始化:使用一组预定义的初始哈希值开始算法。
  7. 迭代压缩:通过一系列逻辑操作(如位旋转、逻辑异或、模加等)和非线性函数处理消息块,逐步生成最终哈希值。

应用场景:

  • 数据校验:验证数据的完整性和一致性,如文件下载后通过比对哈希值确认文件未被篡改。
  • 密码存储:存储用户密码的哈希值而非明文,提高安全性。
  • 数字签名:与非对称密钥结合,用于验证数据来源的真实性和完整性。
  • 区块链:作为比特币和其他加密货币的核心组成部分,用于交易的验证和区块的链接。

注意:

尽管SHA256常被称为“加密”,但它实际上是一种哈希函数,不涉及加密和解密的概念,因为其过程不可逆,没有密钥参与,且无法通过哈希值恢复原始数据。
在需要加密和解密功能的场景中,通常会使用对称或非对称加密算法,如AES、RSA等,或者使用基于哈希的消息认证码(HMAC)来实现数据的认证和完整性保护。

SHA256 是一种加密哈希算法(Hashing Algorithm),而不是加签(数字签名)算法。它主要用于数据的完整性校验、密码存储以及在某些协议中作为非对称加密的一部分使用(比如配合HMAC进行消息认证)。
SHA256通过将任意长度的信息转换为一个固定长度(256位)的哈希值,这个过程是单向的,意味着从哈希值不能直接反推出原始信息,并且对输入信息非常敏感,即使是微小的改动也会导致哈希值有明显的不同。

数字签名算法,如RSA签名或ECDSA,通常会结合哈希函数(如SHA256)来实现其功能。
在这个过程中,发送方首先使用哈希函数(如SHA256)计算消息的哈希值,然后用私钥对这个哈希值进行加密形成签名。
接收方则用发送方的公钥来验证签名的有效性,同时也会重新计算消息的哈希值并与签名解密后的哈希值对比,以确保消息的完整性和来源的真实性。
所以,SHA256在数字签名过程中扮演的是确保消息完整性的作用,而实际的加签步骤还需要额外的加密步骤。


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本文作者龙陌
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