网安小贴士（4）哈希函数

一、前言

哈希函数是密码学中的基础工具，哈希函数在密码学中扮演着至关重要的角色，广泛应用于确保数据的安全性和完整性。随着技术的发展，新的哈希算法和应用场景也在不断出现。

二、定义

哈希函数是一种数学函数，它接受一个输入（或“消息”），然后返回一个固定大小的字符串，通常是十六进制的数字，这个输出被称为哈希值或消息摘要。

三、特性

确定性：相同的输入总是产生相同的输出。
单向性：从哈希值几乎不可能推导出原始输入。
均匀性：输入的微小变化会导致哈希值的显著变化。
抗碰撞性：找到两个不同的输入，它们产生相同的输出，这是计算上不可行的。

四、用途

数据完整性：验证数据是否在传输或存储过程中被篡改。
密码存储：安全地存储用户密码。
数字签名：确保数据的来源和完整性。
区块链技术：构建加密货币和分布式账本的基础。

五、常见哈希算法

1.MD5：曾经广泛使用，但现在已不推荐，因为存在安全漏洞。
2.SHA-1：被认为不够安全，特别是在需要高安全性的场合。
3.SHA-2：包括SHA-256、SHA-512等，是目前广泛使用的哈希算法。
4.SHA-3：基于Keccak算法，是SHA-2的后续算法。
5. 密码学安全：哈希函数在设计时需要考虑到抵抗各种已知的密码学攻击，包括生日攻击和碰撞攻击。
6. 盐值（Salt）：在密码存储中，盐值是一个随机值，与用户密码结合后再进行哈希处理，以增强密码的安全性。
7. 密钥哈希函数：某些哈希函数可以设计为需要密钥，用于构建如HMAC（Hash-based Message Authentication Code）这样的消息认证码。
8. 哈希链：通过将一个哈希值作为下一个哈希函数的输入，可以创建一个哈希链，用于跟踪数据的完整性和顺序。
9. 区块链中的哈希函数：在区块链技术中，哈希函数用于链接区块，确保链的完整性和不可篡改性。
10. 量子计算对哈希函数的影响：量子计算机的出现可能对某些哈希函数的安全性构成威胁，因此后量子密码学正在研究能够抵抗量子攻击的哈希函数。