哈希函数——SHA1
哈希函數簡介
信息安全的核心技術是應用密碼技術。密碼技術的應用遠不止局限于提供機密性服務，密碼技術也提供數據完整性服務。密碼學上的散列函數(Hash Functions)就是能提供數據完整性保障的一個重要工具。Hash函數常用來構造數據的短“指紋”，消息的發送者使用所有的消息產生一個短“指紋”，并將該短“指紋”與消息一起傳輸給接收者。即使數據存儲在不安全的地方，接收者重新計算數據的指紋，并驗證指紋是否改變，就能夠檢測數據的完整性。這是因為一旦數據在中途被破壞或改變，短指紋就不再正確。
散列函數是一個函數，它以一個變長的報文作為輸入，并產生一個定長的散列碼，有時也稱為報文摘要，作為函數的輸出。散列函數最主要的作用是用于鑒別，鑒別在網絡安全中起到舉足輕重的地位。鑒別的目的有以下兩個：第一，驗證信息的發送者不是冒充的，同時發信息者也不能抵賴，此為信源識別；第二，驗證信息完整性，在傳遞或存儲過程中未被篡改，重放或延遲等。
哈希函數特點
密碼學哈希函數（cryptography hash function，簡稱為哈希函數）在現代密碼學中起著重要的作用，主要用于數據完整性認證和消息認證。哈希函數的基本思想是對數據進行運算得到一個摘要，運算過程滿足：
● 壓縮性：任意長度的數據，算出的摘要長度都固定。
● 容易計算：從原數據容易計算出摘要。
● 抗修改性：對原數據進行任何改動，哪怕只修改1個字節，所得到的摘要都有很大區別。
● 弱抗碰撞：已知原數據和其摘要，想找到一個具有相同摘要的數據（即偽造數據），在計算上是困難的。
● 強抗碰撞：想找到兩個不同的數據，使它們具有相同的摘要，在計算上是困難的。
針對哈希函數的攻擊
對散列函數的攻擊方法主要有兩種：
● 窮舉攻擊：它可以用于對任何類型的散列函數的攻擊，最典型的方式就是所謂的“生日攻擊”。采用生日攻擊的攻擊者將產生許多明文消息，然后計算這些明文消息的摘要，進行比較。
● 利用散列函數的代數結構：攻擊其函數的弱性質。通常的有中間相遇攻擊、修正分組攻擊和差分分析攻擊等。
SHA1與MD5差異
SHA1對任意長度明文的預處理和MD5的過程是一樣的，即預處理完后的明文長度是512位的整數倍，但是有一點不同，那就是SHA1的原始報文長度不能超過2的64次方，然后SHA1生成160位的報文摘要。SHA1算法簡單而且緊湊，容易在計算機上實現。
● 安全性：SHA1所產生的摘要比MD5長32位。若兩種散列函數在結構上沒有任何問題的話，SHA1比MD5更安全。
● 速度：兩種方法都是主要考慮以32位處理器為基礎的系統結構。但SHA1的運算步驟比MD5多了16步，而且SHA1記錄單元的長度比MD5多了32位。因此若是以硬件來實現SHA1，其速度大約比MD5慢了25％。
● 簡易性：兩種方法都是相當的簡單，在實現上不需要很復雜的程序或是大量存儲空間。然而總體上來講，SHA1對每一步驟的操作描述比MD5簡單。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的哈希函数——SHA1的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
