一、算法介绍
🔐 MD5（Message-Digest Algorithm 5）
- 出生年份：1992 年，Ronald Rivest 设计
- 输出长度：128 位（16 字节），32 位十六进制字符串
- 结构：基于 Merkle-Damgård 结构，迭代压缩函数
🔐 SHA（Secure Hash Algorithm）
| 算法 | 输出长度 | 年份 | 说明 |
|---|---|---|---|
| SHA-1 | 160 位 | 1993 | NIST 发布，已不建议使用 |
| SHA-2 | 224/256/384/512 位 | 2001 | 目前主流，尚未被攻破 |
| SHA-3 | 224/256/384/512 位 | 2015 | 采用 Keccak 算法，结构全新 |
🔐 SM3（国密哈希算法）
- 出生年份：2010 年，中国国家密码管理局发布（GM/T 0004-2012）
- 输出长度：256 位
- 结构：基于 Merkle-Damgård 结构，压缩函数与 SHA-2 类似但细节不同
- 地位：中国商用密码体系中的哈希标准
二、优缺点对比
| 算法 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|
| MD5 | 速度快、兼容性好、实现简单 | ⚠️ 已不安全：存在碰撞攻击，实际已被破解 |
| SHA-1 | 速度较快、兼容性好 | ⚠️ 已不建议使用：2017 年 Google 实现碰撞 |
| SHA-2 | 安全强度高、广泛使用、尚未被攻破 | 计算相对较慢（但比很多算法快） |
| SHA-3 | 结构完全不同、安全性高、抗侧信道攻击 | 推出时间相对较短，生态还在完善 |
| SM3 | 中国国密标准、安全性对标 SHA-2、自主可控 | 国际化程度低，主要在中国使用 |
三、安全强度排序
MD5（已破解） < SHA-1（不推荐） < SHA-224 < SHA-256 ≈ SM3 < SHA-384 < SHA-512 < SHA-3
四、使用场景
MD5
- ❌ 严禁用于安全场景
- ✅ 可用于：文件完整性校验（非安全场景）、数据去重、checksum
- ⚠️ 密码存储、数字签名等禁止使用
SHA-1
- ❌ 不推荐用于安全场景
- ✅ 可用于：Git 版本控制（历史兼容性）
- ⚠️ TLS/SSL 证书、数字签名等已禁止使用
SHA-2（SHA-256/384/512）
- ✅ 当前主流哈希算法
- 适用：密码存储（建议用 bcrypt/scrypt/argon2）、数字签名、TLS/SSL、金融数据完整性、区块链
SHA-3
- ✅ 高安全要求场景
- 适用：政府与军事通信（部分国家）、高安全等级系统、量子计算未来安全部署
SM3
- ✅ 中国境内安全场景（强制使用）
- 适用：中国政府信息系统（必须使用国密）、商用密码产品合规、中国金融 IC 卡与支付系统、电子身份证、政务系统
五、总结建议
| 场景 | 推荐算法 |
|---|---|
| 中国境内安全场景 | SM3（国密合规） |
| 国际通用安全场景 | SHA-256 / SHA-512 |
| 最高安全等级 | SHA-3 |
| 文件校验（非安全） | MD5（速度优先） |
| 密码存储 | bcrypt / scrypt / argon2 |