通俗的理解哈希函数

什么是哈希函数

哈希函数是一种从任何一种数据中创建小的数字“指纹”的方法，就像我们人类的指纹一样，无论这个人是高矮胖瘦，都有着一枚小小的指纹可以代表它。值得注意的是，哈希函数不是指某一个具体的函数，而是一类函数，这类函数通常具备以下特点：

• 如果函数的输出值不相同，那么它们的输入值也一定不相同；
• 不具备可逆性，也就是说通过输出值无法反向计算出输入值；
• 不论输入值是长是短，它的输出值是定长的。

我们生活中有一个很鲜明的例子可以通俗的理解哈希函数——微信联系人：

在微信联系人中，不论一个人名字是长是短，总会被微信创建一个指纹：“第一个字的首字母”。比如王二的指纹是W，张三是Z。这个过程被称为“映射”，我们可以说王二映射到W上，张三映射到Z上。而完成这个映射的函数就被称之为哈希函数。

哈希碰撞

因为哈希会将不定长的数据映射成一个定长的字符串，那么冥冥之中就必然会有其他的数据和它哈希结果是一样的。这样的情况被称为哈希碰撞，就比如说在微信联系人中张三的哈希结果是Z，那么郑五、周六的哈希结果也只Z。哈希碰撞是所有哈希函数都极力避免的事情，但哈希函数始终无法完全避免哈希碰撞，因为输入值是不确定长的，而输出值是有一个具体定长的值，这就使得输入值和输入值的数量不对等，无法一一映射，所以，必然会有不同的值产生哈希碰撞。

哈希应用

保护资料

哈希值可用于唯一地识别机密信息，比如我们编程中经常会对原始密码进行 MD5 加密，MD5 就是一种哈希函数，MD5 加密后的密文再保存到数据库中。由于哈希函数具备不可逆的特性，这样就可以防止明文密码被泄露。但是由于哈希碰撞的存在，所以一般会在原始密码撒盐后再加密。

确保传递真实的信息

消息或数据的接受者确认消息是否被篡改的性质叫数据的真实性，也称为完整性。发信人通过将原消息和原消息的哈希值一起发送，接收者在接收到消息后，调用同样的哈希函数操作原消息，将得到的哈希值与接收到的哈希值进行比对，用于确认消息的完整性。但是，恶意攻击可能会将原消息带着哈希值一起篡改，所以，利用单纯的哈希确保消息的真实性还是有漏洞的。解决这个漏洞还得用对称加密，关于对称加密，这里不在赘述，有兴趣可以移步别处。

哈希表

哈希表也被称为散列表，是哈希的一个非常重要的应用。使用哈希表能够快速的按照关键字查找数据记录。例如，在英语字典中的关键字是英文单词，和它们相关的记录包含这些单词的定义。上文举例的微信联系人就很类似哈希表，给联系人编上首字母可以协助我们快速找到某一个人。

目前常见的散列算法

算法名称	输出大小(bits)	内部大小	区块大小	长度大小	字符尺寸	碰撞情形
HAVAL	256/224/192/160/128	256	1024	64	32	是
MD2	128	384	128	No	8	大多数
MD4	128	128	512	64	32	是
MD5	128	128	512	64	32	是
PANAMA	256	8736	256	否	32	是
RadioGatún	任意长度	58字	3字	否	1-64	否
RIPEMD	128	128	512	64	32	是
RIPEMD-128/256	128/256	128/256	512	64	32	否
RIPEMD-160/320	160/320	160/320	512	64	32	否
SHA-0	160	160	512	64	32	是
SHA-1	160	160	512	64	32	有缺陷
SHA-256/224	256/224	256	512	64	32	否
SHA-512/384	512/384	512	1024	128	64	否
Tiger（2）-192/160/128	192/160/128	192	512	64	64	否
WHIRLPOOL	512	512	512	256	8	否