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：

1. 相同的输入一定得到相同的输出
2. 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，hashCode()就是一个哈希算法，它的输入是任意字符串，输出的是固定的4字节int整数

"hello".hashCode();
"Hello, java".hashCode();
"hello, bob".hashCode();
String.format("%x","hello".hashCode()); //5e918d2

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。

正确使用**Map**必须保证作为**key**的对象必须正确覆写**equals()**方法。 复习：

编写equals 和 hashCode

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

哈希冲突——扬哥：https://segmentfault.com/a/1190000037691009

"AaAaAa".hashCode();
"BBAaBB".hashCode();

哈希碰撞不可避免，因为String的hashCode()输出的是4字节整数，最多只有
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。
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）。

常用的哈希算法

根据碰撞概率，哈希算法的输出长度越长，就越难产生碰撞，也就越安全。
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

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        //创建一个MessageDigest实例
        MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("MD5");
        //反复调用upadte输入数据
        md.upadte("Hello".getBytes("UTF-8"));
        md.update("World".getBytes("UTF-8"));
        byte[] result = md.digest();
        System.out.println(new BigInteger(1,result).toString(16));
        //68e109f0f40ca72a15e05cc22786f8e6
    }
}

使用MessageDigest时，我们首先根据哈希算法获取一个MessageDigest实例，然后，反复调用 update(byte[])方法输入数据。当输入结束后，调用digest()方法获得byte[]数组表示的摘要，最后，把它转换为十六进制的字符串。

哈希算法的用途

因为相同的输入永远会得到相同的输出，因此，如果输入被修改了，得到的输出就会不同。
我们在网站上下载软件的时候，经常看到下载页显示的哈希
MySQL Community Downloads

下载完成后使用md5sum path命令

windows

Get-FileHash是powershell的一个cmdlet，它根据输入的文件名和给定的算法计算文件的哈希值(默认为sha256)。
使用格式如下： Get-FileHash 文件名 -Algorithm 算法名
支持的算法如下： MACTripleDES、MD5、RIPEMD160、SHA1、SHA256、SHA384、SHA512

linux

在linux下可以使用以下命令计算 md5sum
sha1sum
sha256sum
sha512sum
shasum
sha224sum

哈希算法的另一个重要用途是存储用户口令。如果将用户口令存放到数据库中，会产生极大的安全风险。

• 数据库管理员能够看到用户明文口令;
• 数据库数据一旦泄漏，黑客即可获取用户明文口令

在用户输入原始口令后，系统计算用户输入的原始口令的MD5并与数据库存储的MD5对比，如果一致，说明口令正确，否则，口令错误。

这样一来，数据库管理员看不到用户的原始口令。即使数据库泄漏，黑客也无法拿到用户的原始口令。
想要拿到用户的原始口令，必须用暴力穷举的方法，一个个口令地试，直到某个口令计算的MD5恰好等于指定的值。
然鹅，道高一尺，魔高一丈。
使用哈希口令时，还要注意防止彩虹表攻击。
什么是彩虹表？
暴力穷举会消耗大量的算力和时间。但是，如果有一个预先计算好的常用口令和它们的MD5对照表

这个表就是彩虹表，如果用户使用了常用口令，黑客从MD5一下就能反查到原始口令，这就是为什么不要使用常用密码，以及不要使用生日作为密码的原因。
然鹅，魔高一丈，道高一丈一尺..
即使用户使用了常用口令，我们也可以采取措施来抵御彩虹表攻击，方法是对每个口令额外添加随机数，这个方法称之为加盐(salt)

digest = md5(salt+inputPassword);

加盐的目的在于使黑客的彩虹表失效，即使用户使用常用口令，也无法从MD5反推原始口令。
然鹅…

SHA-1

SHA-1也是一种哈希算法，它的输出是160bits,即20字节。SHA-1是由美国国家安全局开发的，SHA算法实际是一个系列，包括SHA-0（已废弃），SHA-1,SHA-256,SHA-512等。
在Java中使用SHA-1，和使用MD5完全一样，只需要把算法名称改为"SHA-1"

类似的，计算SHA-256,我们需要传入名称"SHA-256",SHA-512需要传入名称"SHA-512"。Java标准库支持的所有哈希算法可以在这里查到。 :::danger 注意：MD5因为输出长度较短，短时间内破解是可能的，目前已经不推荐使用。 ::: 小结：
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。