chash演算法

1. 哈希的演算法是什麼

哈希演算法是一個廣義的演算法，也可以認為是一種思想，使用Hash演算法可以提高存儲空間的利用率，可以提高數據的查詢效率，也可以做數字簽名來保障數據傳遞的安全性。所以Hash演算法被廣泛地應用在互聯網應用中。

哈希演算法也被稱為散列演算法，Hash演算法雖然被稱為演算法，但實際上它更像是一種思想。Hash演算法沒有一個固定的公式，只要符合散列思想的演算法都可以被稱為是Hash演算法。

特點：

加密哈希跟普通哈希的區別就是安全性，一般原則是只要一種哈希演算法出現過碰撞，就會不被推薦成為加密哈希了，只有安全度高的哈希演算法才能用作加密哈希。

同時加密哈希其實也能當普通哈希來用，Git 版本控制工具就是用 SHA-1 這個加密哈希演算法來做完整性校驗的。一般來講越安全的哈希演算法，處理速度也就越慢，所以並不是所有的場合都適合用加密哈希來替代普通哈希。

2. 什麼是hash演算法

hash演算法將任意長度的二進制值映射為較短的固定長度的二進制值，這個小的二進制值稱為哈希值。哈希值是一段數據唯一且極其緊湊的數值表示形式。如果散列一段明文而且哪怕只更改該段落的一個字母，隨後的哈希都將產生不同的值。

3. 什麼是哈希演算法

就是空間映射函數，例如，全體的長整數的取值作為一個取值空間，映射到全部的位元組整數的取值的空間，這個映射函數就是HASH函數。通常這種映射函數是從一個非常大的取值空間映射到一個非常小的取值空間，由於不是一對一的映射，HASH函數轉換後不可逆，即不可能通過逆操作和HASH值還原出原始的值，受到計算能力限制（注意，不是邏輯上不可能，前面的不可能是邏輯上的）而且也無法還原出所有可能的全部原始值。HASH函數運用在字典表等需要快速查找的數據結構中，他的計算復雜度幾乎是O(1)，不會隨著數據量增加而增加。另外一種用途就是文件簽名，文件內容很多，將文件內容通過HASH函數處理後得到一個HASH值，驗證這個文件是否被修改過，只需要把文件內容用同樣的HASH函數處理後得到HASH值再比對和文件一起傳送的HASH值即可，如不公開HASH演算法，那麼信道是無法篡改文件內容的時候篡改文件HASH值，一般應用的時候，HASH演算法是公開的，這時候會用一個非對稱加密演算法加密一下這個HASH值，這樣即便能夠計算HASH值，但沒有加密密鑰依然無法篡改加密後HASH值。這種演算法用途很廣泛，用在電子簽名中。HASH演算法也可進行破解，這種破解不是傳統意義上的解密，而是按照已有的HASH值構造出能夠計算出相同HASH值的其他原文，從而妨礙原文的不可篡改性的驗證，俗稱找碰撞。這種碰撞對現有的電子簽名危害並不嚴重，主要是要能夠構造出有意義的原文才有價值，否則就是構造了一個完全不可識別的原文罷了，接收系統要麼無法處理報錯，要麼人工處理的時候發現完全不可讀。理論上我們終於找到了在可計算時間內發現碰撞的演算法，推算了HASH演算法的逆操作的時間復雜度大概的范圍。HASH演算法的另外一個很廣泛的用途，就是很多程序員都會使用的在資料庫中保存用戶密碼的演算法，通常不會直接保存用戶密碼（這樣DBA就能看到用戶密碼啦，好危險啊），而是保存密碼的HASH值，驗證的時候，用相同的HASH函數計算用戶輸入的密碼得到計算HASH值然後比對資料庫中存儲的HASH值是否一致，從而完成驗證。由於用戶的密碼的一樣的可能性是很高的，防止DBA猜測用戶密碼，我們還會用一種俗稱「撒鹽」的過程，就是計算密碼的HASH值之前，把密碼和另外一個會比較發散的數據拼接，通常我們會用用戶創建時間的毫秒部分。這樣計算的HASH值不大會都是一樣的，會很發散。最後，作為一個老程序員，我會把用戶的HASH值保存好，然後把我自己密碼的HASH值保存到資料庫裡面，然後用我自己的密碼和其他用戶的用戶名去登錄，然後再改回來解決我看不到用戶密碼而又要「偷窺」用戶的需要。最大的好處是，資料庫泄露後，得到用戶資料庫的黑客看著一大堆HASH值會翻白眼。

4. 一致性hash演算法是什麼

一致性哈希演算法是在1997年由麻省理工學院提出的一種分布式哈希（DHT）演算法。其設計目標是為了解決網際網路中的熱點（Hot spot)問題，初衷和CARP十分類似。

一致性Hash是一種特殊的Hash演算法，由於其均衡性、持久性的映射特點，被廣泛的應用於負載均衡領域，如nginx和memcached都採用了一致性Hash來作為集群負載均衡的方案。

一致性哈希演算法的目標是，當K個請求key發起請求時。後台增減節點，只會引起K/N的key發生重新映射。即一致性哈希演算法，在後台節點穩定時，同一key的每次請求映射到的節點是一樣的。而當後台節點增減時，該演算法盡量將K個key映射到與之前相同的節點上。

構成哈希演算法的條件：

從哈希值不能反向推導出原始數據（所以哈希演算法也叫單向哈希演算法）。

對輸入數據非常敏感，哪怕原始數據只修改了一個 Bit，最後得到的哈希值也大不相同。

散列沖突的概率要很小，對於不同的原始數據，哈希值相同的概率非常小。

哈希演算法的執行效率要盡量高效，針對較長的文本，也能快速地計算出哈希值。

5. Hash演算法原理

哈希演算法將任意長度的二進制值映射為較短的固定長度的二進制值，這個小的二進制值稱為哈希值。

6. 什麼是哈希演算法，公式是什麼

哈希演算法將任意長度的二進制值映射為固定長度的較小二進制值，這個小的二進制值稱為哈希值。哈希值是一段數據唯一且極其緊湊的數值表示形式。如果散列一段明文而且哪怕只更改該段落的一個字母，隨後的哈希都將產生不同的值。要找到散列為同一個值的兩個不同的輸入，在計算上是不可能的，所以數據的哈希值可以檢驗數據的完整性。哈希表是根據設定的哈希函數H(key)和處理沖突方法將一組關鍵字映象到一個有限的地址區間上，並以關鍵字在地址區間中的象作為記錄在表中的存儲位置，這種表稱為哈希表或散列，所得存儲位置稱為哈希地址或散列地址。作為線性數據結構與表格和隊列等相比，哈希表無疑是查找速度比較快的一種。通過將單向數學函數（有時稱為「哈希演算法」）應用到任意數量的數據所得到的固定大小的結果。如果輸入數據中有變化，則哈希也會發生變化。哈希可用於許多操作，包括身份驗證和數字簽名。也稱為「消息摘要」。 小紅和小明可按下面的方式使用哈希函數以確保數據完整性: 如果小紅對小明編寫一條消息並創建該消息的哈希，則小明可以在稍後散列該消息並將他的哈希與原始哈希進行比較。如果兩個哈希值相同，則該消息沒有被更改；但是，如果值不相同，則該消息在小紅編寫它之後已被更改。為了使此系統運行，小紅必須對除小明外的所有人保密原始的哈希值。

7. hash演算法是怎麼樣的

hash演算法是一種散列演算法，是把任意的長度的輸入，轉換成固定的額輸出，福鼎的輸出，輸出的是散列值。在空間的比較中，輸入的空間是遠大於輸出的散列值的空間，不同輸入散列成同樣的輸出，一般很難從輸出的散列值獲取輸入值的。

常用的hash函數有直接取余法、乘法取整法，平方取中法。在直接取余法中，質數用到的比較多，在乘法取整法中，主要用於實數，在平方取中法裡面，平方後取中間的，每位包含的信息比較多些。

Hash在管理數據結構中的應用

在用到hash進行管理的數據結構中，就對速度比較重視，對抗碰撞不太看中，只要保證hash均勻分布就可以。比如hashmap，hash值（key）存在的目的是加速鍵值對的查找，key的作用是為了將元素適當地放在各個桶里，對於抗碰撞的要求沒有那麼高。

換句話說，hash出來的key，只要保證value大致均勻的放在不同的桶里就可以了。但整個演算法的set性能，直接與hash值產生的速度有關，所以這時候的hash值的產生速度就尤為重要。

8. 什麼是hash

提到hash，相信大多數同學都不會陌生，之前很火現在也依舊很火的技術區塊鏈背後的底層原理之一就是hash，下面就從hash演算法的原理和實際應用等幾個角度，對hash演算法進行一個講解。

1、什麼是Hash
Hash也稱散列、哈希，對應的英文都是Hash。基本原理就是把任意長度的輸入，通過Hash演算法變成固定長度的輸出。這個映射的規則就是對應的Hash演算法，而原始數據映射後的二進制串就是哈希值。活動開發中經常使用的MD5和SHA都是歷史悠久的Hash演算法。

echo md5("這是一個測試文案");
// 輸出結果：
在這個例子里，這是一個測試文案是原始值，
就是經過hash演算法得到的Hash值。整個Hash演算法的過程就是把原始任意長度的值空間，映射成固定長度的值空間的過程。

2、Hash的特點
一個優秀的hash演算法，需要什麼樣的要求呢？

a)、從hash值不可以反向推導出原始的數據
這個從上面MD5的例子里可以明確看到，經過映射後的數據和原始數據沒有對應關系
b)、輸入數據的微小變化會得到完全不同的hash值，相同的數據會得到相同的值
echo md5("這是一個測試文案");// 輸出結果：echo md5("這是二個測試文案");// 輸出結果：可以看到我們只改了一個文字，但是整個得到的hash值產生了非常大的變化。
c)、哈希演算法的執行效率要高效，長的文本也能快速地計算出哈希值
d)、hash演算法的沖突概率要小
由於hash的原理是將輸入空間的值映射成hash空間內，而hash值的空間遠小於輸入的空間。根據抽屜原理，一定會存在不同的輸入被映射成相同輸出的情況。那麼作為一個好的hash演算法，就需要這種沖突的概率盡可能小

9. 常見的哈希演算法有哪些

1、RSHash
unsigned int RSHash(const std::string& str)
{
unsigned int b = 378551;
unsigned int a = 63689;
unsigned int hash = 0;

for(std::size_t i = 0; i < str.length(); i++)
{
hash = hash * a + str[i];
a = a * b;
}

return hash;
}

2、JSHash
unsigned int JSHash(const std::string& str)
{
unsigned int hash = 1315423911;
for(std::size_t i = 0; i < str.length(); i++)
{
hash ^= ((hash << 5) + str[i] + (hash >> 2));
}
return hash;
}

3、PJWHash
unsigned int PJWHash(const std::string& str)
{
unsigned int BitsInUnsignedInt = (unsigned int)(sizeof(unsigned int) * 8);
unsigned int ThreeQuarters = (unsigned int)((BitsInUnsignedInt * 3) / 4);
unsigned int OneEighth = (unsigned int)(BitsInUnsignedInt / 8);
unsigned int HighBits = (unsigned int)(0xFFFFFFFF) << (BitsInUnsignedInt - OneEighth);
unsigned int hash = 0;
unsigned int test = 0;

for(std::size_t i = 0; i < str.length(); i++)
{
hash = (hash << OneEighth) + str[i];

if((test = hash & HighBits) != 0)
{
hash = (( hash ^ (test >> ThreeQuarters)) & (~HighBits));
}
}
return hash;
}

4、ELFHash
unsigned int ELFHash(const std::string& str)
{
unsigned int hash = 0;
unsigned int x = 0;

for(std::size_t i = 0; i < str.length(); i++)
{
hash = (hash << 4) + str[i];
if((x = hash & 0xF0000000L) != 0)
{
hash ^= (x >> 24);
}
hash &= ~x;
}

return hash;
}

5、BKDRHash
unsigned int BKDRHash(const std::string& str)
{
unsigned int seed = 131; // 31 131 1313 13131 131313 etc..
unsigned int hash = 0;

for(std::size_t i = 0; i < str.length(); i++)
{
hash = (hash * seed) + str[i];
}
return hash;
}

哈希演算法將任意長度的二進制值映射為較短的固定長度的二進制值，這個小的二進制值稱為哈希值。哈希值是一段數據唯一且極其緊湊的數值表示形式。如果散列一段明文而且哪怕只更改該段落的一個字母，隨後的哈希都將產生不同的值。要找到散列為同一個值的兩個不同的輸入，在計算上是不可能的，所以數據的哈希值可以檢驗數據的完整性。一般用於快速查找和加密演算法。

10. hash演算法是什麼呢

hash演算法是：一種特殊的函數，不論輸入多長的一串字元，只要通過這個函數都可以得到一個固定長度的輸出值，這就好像身份證號碼一樣，永遠都是十八位而且全國唯一。

哈希演算法的輸出值就叫做哈希值。哈希演算法也被稱為「散列」，是區塊鏈的四大核心技術之一。是能計算出一個數字消息所對應的、長度固定的字元串。

原理：

Hash演算法的原理是把輸入空間的值映射到Hash空間內，由於Hash值的空間遠小於輸入的空間，而且藉助抽屜原理 ，可以得出一定會存在不同的輸入被映射成相同輸出的情況，如果一個Hash演算法足夠好，那麼他就一定會有更小的發生沖突的概率，也就是說，一個好的Hash演算法應該具有優秀的 抗碰撞能力。