哈希算法的实际应用

哈希算法的概念

• 哈希算法的原理用一句话来概括：将任意长度的二进制串映射为固定长度的二进制串。这种映射的规则就称为哈希算法。原始数据映射后得到的二进制串就称为哈希值。

• 哈希算法一般要满足以下要求

  1.从哈希值不能反向推导出原始数据。因此也称为单向哈希算法。

  2.对数据变化敏感，哪怕原始数据只改动一个二进制位，对应的哈希值也大不相同。

  3.哈希冲突的概率要小，不同原始数据对应相同哈希值的概率非常小。

  4.哈希算法的执行效率要高，对于较长的文本，也能快速计算出哈希值。

哈希值的应用

安全加密

• 加密算法的使用。比如MD5，SHA，DES，AES等。对数据进行加密操作，再和服务起进行传输。同样，用户的密码也使用哈希算法进行加密，避免数据的泄露。
• 字典攻击，维护一个常用的密码字典表，把表中的明文密码用哈希算法计算出哈希值，通过对获取到的数据与表中数据进行比对，可以找到对应的原数据。比如SHA1已经被破解，据说MD5也被破解了。为了能够增加破解难度。我们使用MD5等哈希算法加密密码数据的时候，我们可以采取引入一个盐(salt)的操作，和用户密码组合在一起，增加密码的复杂度，增加密码被破解的难度。

唯一标识

• 可以对数据的多个部分截取，进行哈希算法得到哈希值，用来当作这个数据的唯一标识。可以通过对唯一标识的对比来判断数据是否相同。

数据校验

• 也是通过对数据分片，进行哈希算法，得到哈希值，用哈希值来比对是否相同，校验数据的正确性。

哈希函数

• 哈希表中的哈希函数同样也是哈希算法的应用。不过哈希函数并不关心是否能反向解密。更关心的是执行的效率和是否能使数据平均分布。

负载均衡

• 通过哈希算法，将不同的请求分配到不同的服务器上。将需要放在同一个服务器上的请求都转发到相对应的服务器上。

数据分片

• 利用数据通过哈希算法，获取到哈希值，按照一定的规则，比如求模取余等，将数据分配到对应的机器上。当进行一个数据的查询等操作时，我们就可以快速定位到对应的机器，利用分片处理的思路，突破单机内存或者CPU的资源限制。

分布式存储

• 数据通过哈希算法得到哈希值，然后按照一定的的规则将数据放置在不同的机器中进行存储。同时利用一致性哈希算法，解决新增机器缓存失效的问题。