一、哈希值有什么用

哈希值，即HASH值，是通過(guò)對(duì)文件內(nèi)容進(jìn)行加密運(yùn)算得到的一組二進(jìn)制值，主要用途是用于文件校驗(yàn)或簽名。正是因?yàn)檫@樣的特點(diǎn)，它常常用來(lái)判斷兩個(gè)文件是否相同。

比如，從網(wǎng)絡(luò)上下載某個(gè)文件，只要把這個(gè)文件原來(lái)的哈希值同下載后得到的文件的哈希值進(jìn)行對(duì)比，如果相同，則表示兩個(gè)文件完全一致，下載過(guò)程沒(méi)有損壞文件。而如果不一致，則表明下載得到的文件跟原來(lái)的文件不同，文件在下載過(guò)程中受到了損壞。

哈希值又稱(chēng)散列函數(shù)，是一種從任何一種數(shù)據(jù)中創(chuàng)建小的數(shù)字“指紋”的方法。

散列函數(shù)把消息或數(shù)據(jù)壓縮成摘要，使得數(shù)據(jù)量變小，將數(shù)據(jù)的格式固定下來(lái)。該函數(shù)將數(shù)據(jù)打亂混合，重新創(chuàng)建一個(gè)叫做散列值的指紋。

散列值通常用一個(gè)短的隨機(jī)字母和數(shù)字組成的字符串來(lái)代表。好的散列函數(shù)在輸入域中很少出現(xiàn)散列沖突。在散列表和數(shù)據(jù)處理中，不抑制沖突來(lái)區(qū)別數(shù)據(jù)，會(huì)使得數(shù)據(jù)庫(kù)記錄更難找到。哈希算法將任意長(zhǎng)度的二進(jìn)制值映射為固定長(zhǎng)度的較小二進(jìn)制值，這個(gè)小的二進(jìn)制值稱(chēng)為哈希值。哈希值是一段數(shù)據(jù)少數(shù)且極其緊湊的數(shù)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(gè)字母，隨后的哈希都將產(chǎn)生不同的值。要找到散列為同一個(gè)值的兩個(gè)不同的輸入，在計(jì)算上是不可能的。 消息身份驗(yàn)證代碼 (MAC) 哈希函數(shù)通常與數(shù)字簽名一起用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行簽名，而消息檢測(cè)代碼 (MDC) 哈希函數(shù)則用于數(shù)據(jù)完整性。

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二、常用HASH函數(shù)

散列函數(shù)能使對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)序列的訪問(wèn)過(guò)程更加迅速有效，通過(guò)散列函數(shù)，數(shù)據(jù)元素將被更快地定位。常用Hash函數(shù)有：

1．直接尋址法。取關(guān)鍵字或關(guān)鍵字的某個(gè)線性函數(shù)值為散列地址。即H(key)=key或H(key) = a·key + b，其中a和b為常數(shù)（這種散列函數(shù)叫做自身函數(shù)）

2．?dāng)?shù)字分析法。分析一組數(shù)據(jù)，比如一組員工的出生年月日，這時(shí)我們發(fā)現(xiàn)出生年月日的前幾位數(shù)字大體相同，這樣的話(huà)，出現(xiàn)沖突的幾率就會(huì)很大，但是我們發(fā)現(xiàn)年月日的后幾位表示月份和具體日期的數(shù)字差別很大，如果用后面的數(shù)字來(lái)構(gòu)成散列地址，則沖突的幾率會(huì)明顯降低。因此數(shù)字分析法就是找出數(shù)字的規(guī)律，盡可能利用這些數(shù)據(jù)來(lái)構(gòu)造沖突幾率較低的散列地址。

3．平方取中法。取關(guān)鍵字平方后的中間幾位作為散列地址。

4．折疊法。將關(guān)鍵字分割成位數(shù)相同的幾部分，最后一部分位數(shù)可以不同，然后取這幾部分的疊加和（去除進(jìn)位）作為散列地址。

5．隨機(jī)數(shù)法。選擇一隨機(jī)函數(shù)，取關(guān)鍵字作為隨機(jī)函數(shù)的種子生成隨機(jī)值作為散列地址，通常用于關(guān)鍵字長(zhǎng)度不同的場(chǎng)合。

6．除留余數(shù)法。取關(guān)鍵字被某個(gè)不大于散列表表長(zhǎng)m的數(shù)p除后所得的余數(shù)為散列地址。即 H(key) = key MOD p,p<=m。不僅可以對(duì)關(guān)鍵字直接取模，也可在折疊、平方取中等運(yùn)算之后取模。對(duì)p的選擇很重要，一般取素?cái)?shù)或m，若p選的不好，容易產(chǎn)生碰撞。