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简介
哈希值（Hash Value），也被称为哈希码（Hash Code）、散列值（Hash）、摘要（Digest）或指纹（Fingerprint），是将任意长度的消息或数据通过哈希算法（Hash Function）转换成固定长度的数字串。哈希算法是一种单向函数，具有以下重要特性：
哈希算法的特性
- 确定性：
◦对于相同的输入数据，哈希算法总是产生相同的哈希值。
◦ 例如，无论何时使用相同的哈希算法处理相同的输入数据，结果总是相同的。 - 固定长度输出：
◦ 无论输入数据的长度如何，哈希算法的输出总是固定长度的。
◦ 例如，MD5算法的输出总是128位，SHA-256算法的输出总是256位。 - 单向性：
◦ 哈希算法是不可逆的，即从哈希值无法还原出原始数据。
◦ 这使得哈希算法在密码学中非常有用，例如存储用户密码时，通常存储密码的哈希值而不是密码本身。 - 抗碰撞性：
◦ 哈希算法设计成使得找到两个不同的输入数据产生相同哈希值（碰撞）非常困难。
◦ 理想的哈希算法应该具有高抗碰撞性，即找到碰撞的概率极低。
常见的哈希算法
- MD5（Message-Digest Algorithm 5）：
◦ 输出长度：128位（32个十六进制字符）
◦ 特点：速度快，但抗碰撞性较弱，不推荐用于密码学用途。 - SHA-1（Secure Hash Algorithm 1）：
◦ 输出长度：160位（40个十六进制字符）
◦ 特点：比MD5更安全，但近年来也发现了一些安全漏洞，逐渐被更安全的算法取代。 - SHA-256（Secure Hash Algorithm 256）：
◦ 输出长度：256位（64个十六进制字符）
◦ 特点：安全性高，广泛用于密码学和数据完整性验证。 - SHA-3：
◦ 输出长度：可变（如SHA3-256输出256位）
◦ 特点：最新的哈希算法，设计上更加安全，抗碰撞性强。


哈希值的应用
- 数据完整性验证：
◦ 通过计算文件或数据的哈希值，可以验证数据在传输或存储过程中是否被篡改。
◦ 例如，下载软件时，可以通过比较哈希值来验证文件的完整性。 - 密码存储：
◦ 存储用户密码时，通常存储密码的哈希值而不是密码本身，以提高安全性。
◦ 例如，使用SHA-256算法对用户密码进行哈希处理后存储。 - 哈希表：
◦ 哈希表是一种数据结构，通过哈希函数将键映射到表中的位置，实现快速的查找、插入和删除操作。
◦ 哈希表的性能依赖于哈希函数的质量和冲突解决机制。 - 数字签名：
◦ 在数字签名中，哈希值用于生成消息的摘要，然后对摘要进行加密，以验证消息的完整性和发送者的身份。
mbedtls哈希值计算
c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "mbedtls/md.h"
const unsigned char msg1_part1[] = { 0x31, 0x32 };
const unsigned char msg1_part2[] = { 0x33, 0x34 };
void print_buf(const char* title, unsigned char* buf, size_t len);
int main()
{
int ret = 0;
mbedtls_md_context_t ctx;
unsigned char out[MBEDTLS_MD_MAX_SIZE] = { 0 };
const mbedtls_md_info_t* info = mbedtls_md_info_from_type(MBEDTLS_MD_SHA256);
mbedtls_md_init(&ctx);
mbedtls_md_setup(&ctx, info, 0);
mbedtls_md_starts(&ctx);
mbedtls_md_update(&ctx, msg1_part1, sizeof(msg1_part1));
mbedtls_md_update(&ctx, msg1_part2, sizeof(msg1_part2));
mbedtls_md_finish(&ctx, out);
print_buf("msg1", out, mbedtls_md_get_size(info));
exit:
mbedtls_md_free(&ctx);
printf("Hello World!\n");
}
void print_buf(const char* title, unsigned char* buf, size_t len)
{
printf("%s:", title);
for (size_t i = 0; i < len; i++) {
printf(" %02x", buf[i]);
}
printf("\n");
}