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sha哈希算法简述

 

sha即安全哈希算法(Secure Hash Algorithm),是一系列加密哈希函数的总称,主要用于确保数据的完整性。SHA算法能够接受一段信息,并通过一系列复杂的操作产出一个短的、固定长度的散列值(通常被称为“消息摘要”,也称为哈希值)。SHA算法家族主要包括SHA-0、SHA-1、SHA-2和SHA-3这几个成员。

SHA算法的作用

  1. 数据完整性验证:通过对数据生成哈希值,可以验证数据在传输或存储过程中是否被篡改,如果数据生成的哈希值有变化,即说明数据被篡改了。并且哈希值理论上是唯一的,实际上可能会有不同文件相同哈希值的情况,并且哈希算法理论上是不可通过哈希值逆向得到原数据的,这两点都和哈希算法的安全性有关。
  2. 数字签名:SHA算法常与公钥加密技术结合使用,为软件或文档提供数字签名,确保来源真实性。
  3. 密码存储:将用户密码的哈希值而非明文存储,以提高安全性。

SHA算法家族成员及其原理

  1. SHA-0和SHA-1

    • SHA-0:发布于1993年,由于存在弱点,很少使用。
    • SHA-1:产生一个160位(20字节)的哈希值。它通过将数据分为512位的块,然后将每一块通过一系列操作转换成160位的摘要。SHA-1已由于存在潜在的安全风险而被大多数应用弃用。
  2. SHA-2

    • 包括SHA-224、SHA-256、SHA-384和SHA-512等变体,数字代表产生的哈希值位数。
    • 原理:SHA-2同样使用分块和循环的方式处理数据,但比SHA-1有着更复杂的运算和更多的循环次数,提高了安全性。SHA-256和SHA-512是目前广泛使用的版本,特别是在加密货币(如比特币)中。
  3. SHA-3

    • SHA-3与SHA-2在结构上有很大差异,是基于一个称为“海绵函数”的全新设计。SHA-3在2015年被正式采用。
    • 原理:SHA-3通过反复“吸收”输入数据的块,然后“挤压”出最终的哈希值。这种设计增加了与SHA-2的差异性,提供了一种备选的加密哈希算法。

通俗易懂的解释

可以把SHA算法想象成一个超级复杂的食谱,输入是原料(数据),经过一系列烹饪步骤(算法过程),最终出来的是一道只有固定大小的菜(哈希值)。不同的SHA版本(如SHA-1, SHA-2, SHA-3)可以想象成不同的食谱,虽然原料可能相同,但因为烹饪方法不同,最终做出的菜肴(哈希值)也大相径庭。其中,SHA-2和SHA-3因为使用了更加复杂和安全的“烹饪方法”,所以被认为是更加安全的选择。而无论原料(数据)大小如何变化,最终做出的菜(哈希值)大小总是固定的。

扩展:

类似的算法还有国产的商用算法sm3算法。MD5算法等

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