2.1.1 什么是哈希算法和哈希值

在介绍哈希算法之前，先说明一下数据在计算机中的存储方式。在计算机中，数据是以二进制的形式存储的，一切数据都是由一连串的0和1组成的，如图2-1所示。

哈希算法又称散列算法，它是一类数学方法，能将任意长度的二进制字符串转换成较短的二进制字符串，转换生成的这个二进制字符串叫作哈希值。哈希算法的公式如下：

h=hash（x）

其中x表示任意长度的二进制字符串，hash表示哈希函数，h表示生成的固定长度的哈希值，过程如图2-2所示。

上面“BEB418...”这个字符串就是一个哈希值。而hash这个哈希函数不是唯一的，有很多数学函数都可以计算生成不同长度的哈希值。目前常用的哈希函数主要有两个系列，MD和SHA系列。

MD（Message Digest）主要包括MD4和MD5两种。MD4是MIT的Ronald L. Rivest在1990年设计的哈希函数，其输出值为128位，但已被证明不够安全。MD5是Rivest于1991年对MD4的改进版本。它的输入值仍以512位进行分组，其输出值也是128位。但MD5比MD4更加安全，只是过程更复杂，计算速度要慢一些。

SHA（Secure Hash Algorithm）包括SHA1和SHA2（SHA224、SAH256、SHA384、SHA512）系列，其中224、256、384、512都是指其输出值的位长度。目前SHA1已经被破解，大多数应用场景下，推荐使用SHA256以上的算法。SHA256是由美国国家安全局研发，美国国家标准与技术研究院（NIST）于2001年发布的算法，将任何一串数据通过SHA256算法计算都将得到一个256位的Hash值。

了解了哈希算法的分类后，接下来对哈希算法的特点进行介绍。