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淺析哈希消解器的工作原理

更新時(shí)間:2023-04-20點(diǎn)擊次數(shù):831
  哈希消解器是一種用于生成數(shù)字指紋的安全算法,常用于數(shù)據(jù)簽名、加密和檢驗(yàn)等領(lǐng)域。這種算法通常用來將任意長度的消息壓縮成固定長度的一指紋,可以有效地防止數(shù)據(jù)篡改和偽造。工作原理是基于密碼學(xué)的單向函數(shù)。單向函數(shù),又稱不可逆函數(shù),是指只能從輸入中得到輸出,而不能通過輸出反推出輸入。因此,通過哈希算法所生成的唯指紋,可以用于判斷數(shù)據(jù)在傳輸過程中是否被篡改。
  

 

  哈希消解器在應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,例如數(shù)字簽名、加密、證書、指紋等都需要使用哈希算法。它可以避免在數(shù)字簽名中傳輸原始消息,而是傳輸哈希消息,保護(hù)消息的機(jī)密性和完整性。在加密領(lǐng)域,哈希算法也被用于構(gòu)建密碼學(xué)哈希函數(shù),防止針對(duì)密碼進(jìn)行字典攻擊和彩虹表攻擊。
  
  哈希消解器是一個(gè)數(shù)學(xué)運(yùn)算過程,將任意長消息轉(zhuǎn)換為固定長度的哈希值,生成的哈希值具有如下特性:
  
  1.給定任意消息,必定只能生成一的哈希值;
  
  2.不可逆性:根據(jù)哈希值不能反向推算出原數(shù)據(jù);
  
  3.固定長度:哈希值的長度是固定的,不受原數(shù)據(jù)長度限制;
  
  4.敏感性:原始數(shù)據(jù)任意變化,生成的哈希值也會(huì)有大幅度變化。
  
  以MD5哈希算法為例,MD5即Message-DigestAlgorithm5,是一種常見的哈希算法,用于產(chǎn)生128位的哈希值。MD5算法的輸入要求,將任意長度的原始消息分割成512比特塊,每個(gè)塊再進(jìn)行64次的摘要計(jì)算。具體步驟如下:
  
  1.填充信息:對(duì)于任意長度的消息,填充以便其長度對(duì)512取余等于448,即填充后消息長度_mod512=448;
  
  2.添加長度信息:在消息末尾添加一個(gè)64比特的長度,將消息長度編碼,即添加的長度消息值=length*8(比特);
  
  3.初始化處理緩沖區(qū):使用128位(4個(gè)32位)的緩沖區(qū)存儲(chǔ)哈希值,初始化緩沖區(qū)的每個(gè)字寄存器;
  
  4.處理消息塊:將消息塊分成16個(gè)32位字寄存器,按照特定的算法進(jìn)行循環(huán)壓縮計(jì)算,生成4個(gè)32位字的哈希值;
  
  5.連接處理:將每次處理生成的4個(gè)32位哈希值依次連接,形成長度為128位(32*4)的哈希結(jié)果。
  
  按照這個(gè)流程計(jì)算,最終得到的哈希值就是通常使用的128位MD5值。MD5算法雖然被廣泛應(yīng)用于數(shù)字簽名、文件驗(yàn)證、口令加密等眾多領(lǐng)域,但由于其安全性被大幅跨越,因此在實(shí)際應(yīng)用中還需要考慮其他哈希算法的使用,例如SHA-1、SHA-2等算法。
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