常见哈希算法总结
一. 哈希算法(Hash)，又称摘要算法(Digest)的概述。
· 作用：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。
· 目的：为了验证原始数据是否被篡改。
· 特点：相同的输入一定得到相同的输出；
不同的输入一定得到不同的输出。
举例：Java字符串的**hashCode()**就是一个哈希算法，它的输入就是任意字符串，输出是固定的4字节int整数。
注意：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。所以，当我们自定义一个Class时，重写equals()方法时，也必须正确重写hashCode()方法。
二.哈希碰撞。
定义：哈希碰撞是指，两个不同的输入得到了相同的输出。
"AaAaAa".hashCode(); // 0x7460e8c0
"BBAaBB".hashCode(); // 0x7460e8c0
"通话".hashCode(); // 0x11ff03
"重地".hashCode(); // 0x11ff03
哈希碰撞能不能避免？
不能。
原因：因为哈希算法是把有限个输入集合映射到无限个输出集合中，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
三.常用哈希算法。
根据碰撞概率，哈希算法的输出越长，就越难产生碰撞，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。以MD5为例，看看如何对输入计算哈希：
基本步骤：
①. 首先获取基于MD5加密算法的工具对象(创建一个Message实例)
②. 更新原始数据
③ . 获取加密后的结果(字节数组)
④. 把结果(数组)转换成16进制字符串输出
public class Demo{
public static void main(String[] args) {
String passwd = "sdfsdf";
try {
// 根据当前算法，获取加密算法工具对象(摘要)
MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance("MD5");
// 更新原始数据
md5.update(passwd.getBytes());
// 加密后的字节数组，转换字符串
byte[] pswByteArray = md5.digest(); // 16 bytes
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for(byte bite : pswByteArray) {
sb.append(String.format("%02x" , bite));
}
System.out.println(sb);
System.out.println(sb.length()); // 32
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
用途
① .验证数据完整性，校验下载文件
② . 存储用户密码
在存储用户的原始口令时，如果将其直接存放到数据库中，会产生极大的风险：
数据库管理员可以看到用户明文口令；
数据库一旦泄露，黑客即可获取用户明文口令。
【解决方法】：存储用户口令的哈希。
例如：MD5，在用户输入原始口令后，系统计算其MD5，并与数据库存储的MD5对比，如果一致，说明口令正确。
其中，数据库管理员看不到用户的原始口令，即使数据库泄露，黑客也无法拿到用户的原始口令，必须使用暴力穷举法。
- SHA-1算法：
SHA算法实际上是一个系列，包括SHA-0(已废弃),SHA-1,SHA-256,SHA-512 等。
在Java中使用SHA-1，和MD5完全一样只需要把算法名称改为"SHA-1":
import java.security.MessageDigest;
public class main {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个MessageDigest实例:
MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("SHA-1");
// 反复调用update输入数据:
md.update("Hello".getBytes("UTF-8"));
md.update("World".getBytes("UTF-8"));
// 20 bytes: db8ac1c259eb89d4a131b253bacfca5f319d54f2
byte[] results = md.digest();
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for(byte bite : results) {
sb.append(String.format("%02x", bite));
}
System.out.println(sb.toString());
}
}
- 加盐：
使用哈希口令时，还要防止彩虹表攻击，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。
【解决方法】：
加盐(salt)：对每个口令额外添加随机数，可以抵御彩虹表工具。
// MD5加密算法的加盐
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
String pwd = "sdfsdfsdf";
String salt = UUID.randomUUID().toString().substring(0, 5); // 加盐
try {
MessageDigest md1 = MessageDigest.getInstance("MD5");
md1.update(pwd.getBytes());
md1.update(salt.getBytes());
byte[] resultPwd1 = md1.digest();
System.out.println(Arrays.toString(resultPwd1));
System.out.println(resultPwd1.length); //16
StringBuilder sb1 = new StringBuilder();
for(byte bite:resultPwd1) {
sb1.append(String.format("%02x", bite));
}
System.out.println(sb1);
System.out.println(sb1.length()); //32
System.out.println();
// SHA-1 加密算法的加盐
// 获取SHA-1算法的加密工具(摘要)
MessageDigest md2 = MessageDigest.getInstance("SHA-1");
md2.update(pwd.getBytes());
md2.update(salt.getBytes());
byte[] resultPwd = md2.digest();
System.out.println(Arrays.toString(resultPwd));
System.out.println(resultPwd.length); // 20
StringBuilder sb2 = new StringBuilder();
for(byte bite:resultPwd) {
sb2.append(String.format("%02x", bite));
}
System.out.println(sb2);
System.out.println(sb2.length()); //40
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}