hash加密[hash加密解密]

币圈问答阅读 2 2023-06-13 15:00:33

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很多朋友在找时都会咨询hash加密和hash加密解密，这说明有一部分人对这个问题不太了解，您了解吗？那么什么是hash加密解密？下面就由小编带大家详细了解一下吧！

一、密钥散列

采用MD5或者SHA1等散列算法，对明文进行加密。严格来说，MD5不算一种加密算法，而是一种摘要算法。无论多长的输入，MD5都会输出一个128位（16字节）的散列值。而SHA1也是流行的消息摘要算法，它可以生成一个被称为消息摘要的160位（20字节）散列值。MD5相对SHA1来说，安全性较低，但是速度快；SHA1和MD5相比安全性高，但是速度慢。

二、对称加密

采用单钥密码系统的加密方法，同一个密钥可以同时用作信息的加密和解密，这种加密方法称为对称加密。对称加密算法中常用的算法有：DES、3DES、TDEA、Blowfish、RC2、RC4、RC5、IDEA、SKIPJACK等。

三、非对称加密

非对称加密算法是一种密钥的保密方法，它需要两个密钥来进行加密和解密，这两个密钥是公开密钥和私有密钥。公钥与私钥是一对，如果用公钥对数据进行加密，只有用对应的私钥才能解密。非对称加密算法有：RSA、Elgamal、背包算法、Rabin、D-H、ECC（椭圆曲线加密算法）。

四、数字签名

数字签名（又称公钥数字签名）是只有信息的发送者才能产生的别人无法伪造的一段数字串，这段数字串同时也是对信息的发送者发送信息真实性的一个有效证明。它是一种类似写在纸上的普通的物理签名，但是在使用了公钥加密领域的技术来实现的，用于鉴别数字信息的方法。

五、直接明文保存

早期很多这样的做法，比如用户设置的密码是“123”，直接就将“123”保存到数据库中，这种是最简单的保存方式，也是最不安全的方式。但实际上不少互联网公司，都可能采取的是这种方式。

六、使用MD5、SHA1等单向HASH算法保护密码

使用这些算法后，无法通过计算还原出原始密码，而且实现比较简单，因此很多互联网公司都采用这种方式保存用户密码，曾经这种方式也是比较安全的方式，但随着彩虹表技术的兴起，可以建立彩虹表进行查表破解，目前这种方式已经很不安全了。

七、特殊的单向HASH算法

由于单向HASH算法在保护密码方面不再安全，于是有些公司在单向HASH算法基础上进行了加盐、多次HASH等扩展，这些方式可以在一定程度上增加破解难度，对于加了“固定盐”的HASH算法，需要保护“盐”不能泄露，这就会遇到“保护对称密钥”一样的问题，一旦“盐”泄露，根据“盐”重新建立彩虹表可以进行破解，对于多次HASH，也只是增加了破解的时间，并没有本质上的提升。

八、PBKDF2

该算法原理大致相当于在HASH算法基础上增加随机盐，并进行多次HASH运算，随机盐使得彩虹表的建表难度大幅增加，而多次HASH也使得建表和破解的难度都大幅增加。

九、BCrypt

BCrypt 在1999年就产生了，并且在对抗 GPU/ASIC 方面要优于 PBKDF2，但是我还是不建议你在新系统中使用它，因为它在离线破解的威胁模型分析中表现并不突出。

十、SCrypt

SCrypt 在如今是一个更好的选择：比 BCrypt设计得更好（尤其是关于内存方面）并且已经在该领域工作了 10 年。另一方面，它也被用于许多加密货币，并且我们有一些硬件（包括 FPGA 和 ASIC）能实现它。尽管它们专门用于采矿，也可以将其重新用于破解。

可以使用 System.Security.Cryptography 名称空间中包含的加密资源方便地生成和比较哈希值。因为所有哈希函数的输入类型都是 Byte[]，所以必须先将源数据转换为字节数组后再计算哈希值。若要为一个字符串值创建哈希值，请按照下列步骤操作：打开 Visual Studio .NET。在 Microsoft C# 中新建控制台应用程序。Visual C# .NET 为您创建一个公用类以及一个空的 Main() 方法。对 System、System.Security.Cryptography 和 System.Text 名称空间使用 using 指令，这样，在后面的代码中就不需要限定这些名称空间中的声明了。这些语句必须放在所有其他声明之前。 using System; using System.Security.Cryptography; using System.Text; 声明一个字符串变量以存放源数据，并声明两个字节数组（未定义大小）分别存放源字节和得出的哈希值。 string sSourceData; byte[] tmpSource; byte[] tmpHash; 使用 GetBytes() 方法（它是 System.Text.ASCIIEncoding 类的成员）将源字符串转换为字节数组（这是哈希函数要求的输入类型）。 sSourceData = “MySourceData”; //Create a byte array from source data. tmpSource = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(sSourceData); 通过在 MD5CryptoServiceProvider 类的一个实例上调用 ComputeHash 方法，来计算源数据的 MD5 哈希值。注意，若要计算另一哈希值，需要另创建一个该类的实例。 //Compute hash based on source data. tmpHash = new MD5CryptoServiceProvider().ComputeHash(tmpSource); 此时，tmpHash 字节数组中存放了计算源数据得出的哈希值（128 位值 = 16 个字节）。通常，将此类值显示或存储为一个十六进制字符串是非常有用的，如以下代码所示： Console.WriteLine(ByteArrayToString(tmpHash)); static string ByteArrayToString(byte[] arrInput) { int i; StringBuilder sOutput = new StringBuilder(arrInput.Length); for (i=0;i arrInput.Length -1; i++) { sOutput.Append(arrInput[i].ToString(“X2”)); } return sOutput.ToString(); } 保存并运行代码，以查看计算源数值得出的十六进制字符串。回到顶端比较两个哈希值从源数据创建哈希值的目的之一是，提供一种方法查看数据经过一段时间后是否会发生改变，或者在不使用实际值的情况下比较两个值。两种情况都需要比较两个哈希计算值，如果两个值都存储为十六进制字符串，则比较起来非常方便（如上一节中的最后一步所示）。但是，两个值很有可能都采用字节数组的形式。以下代码（继上一节中创建的代码）演示了如何比较两个字节数组。创建完十六进制字符串后，紧接着基于新的源数据创建一个新的哈希值。 sSourceData = “NotMySourceData”; tmpSource = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(sSourceData); byte[] tmpNewHash; tmpNewHash = new MD5CryptoServiceProvider().ComputeHash(tmpSource); 比较两个字节数组的最直接的方法是，使用循环语句逐一比较两个值中对应的数组元素。如果任何元素不同，或者两个数组的长度不同，则两个值不相等。 bool bEqual = false; if (tmpNewHash.Length == tmpHash.Length) { int i=0; while ((i tmpNewHash.Length) (tmpNewHash[i] == tmpHash[i])) { i += 1; } if (i == tmpNewHash.Length) { bEqual = true; } } if (bEqual) Console.WriteLine(“The two hash values are the same”); else Console.WriteLine(“The two hash values are not the same”); Console.ReadLine(); 保存并运行项目，查看从第一个哈希值创建的十六进制字符串，然后检查新的哈希值与原值是否相等。

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在.net中，由 System.Security.Cryptography 命名空间提供了加密和哈希的几个类。其中 md5 编码由 MD5CryptoServiceProvider 实现。

在使用过程中由于 MD5CryptoServiceProvider 提供了多种方法去计算md5的hash值，反而令人搞不清楚，所以这里帖出计算md5的几种常见方法先引用命名空间： using System.Security.Cryptography;

using System.Text; 然后：MD5CryptoServiceProvider md5=new MD5CryptoServiceProvider();string source=”HelloWorld”;

byte[] message;

message=Encoding.Default.GetBytes(source);//方法1

// 使用ComputeHash方法,适合用于计算简单的字符串的md5值时

md5.ComputeHash(message);

Console.WriteLine(Convert.ToBase64String(md5.Hash));

//方法2

// 使用TransformFinalBlock方法,适合用于原始数据不多时

md5.Initialize();

md5.TransformFinalBlock(message,0,message.Length);

Console.WriteLine(Convert.ToBase64String(md5.Hash));

//方法3

// 此方法等同于方法2

md5.Initialize();

md5.TransformBlock(message,0,message.Length,

message,0); //note: output bytes must equal input bytes

md5.TransformFinalBlock(message,0,0);

Console.WriteLine(Convert.ToBase64String(md5.Hash));

//方法4

// 将原始消息分两次编码，得出的结果跟上面的一样，适合用于计算大量原始数据时，例如计算一个文件的md5值

md5.Initialize();

message=Encoding.Default.GetBytes(“Hello”);

md5.TransformBlock(message,0,message.Length,

message,0);message=Encoding.Default.GetBytes(“World”);

md5.TransformFinalBlock(message,0,message.Length);

Console.WriteLine(Convert.ToBase64String(md5.Hash));

哈希算法是一个广义的算法，也可以认为是一种思想，使用Hash算法可以提高存储空间的利用率，可以提高数据的查询效率，也可以做数字签名来保障数据传递的安全性。所以Hash算法被广泛地应用在互联网应用中。

哈希算法也被称为散列算法，Hash算法虽然被称为算法，但实际上它更像是一种思想。Hash算法没有一个固定的公式，只要符合散列思想的算法都可以被称为是Hash算法。

特点：

加密哈希跟普通哈希的区别就是安全性，一般原则是只要一种哈希算法出现过碰撞，就会不被推荐成为加密哈希了，只有安全度高的哈希算法才能用作加密哈希。

同时加密哈希其实也能当普通哈希来用，Git 版本控制工具就是用 SHA-1 这个加密哈希算法来做完整性校验的。一般来讲越安全的哈希算法，处理速度也就越慢，所以并不是所有的场合都适合用加密哈希来替代普通哈希。

*nix系系统：

ES(Unix)

例子: IvS7aeT4NzQPM

说明：Linux或者其他linux内核系统中

长度: 13 个字符

描述：第1、2位为salt，例子中的’Iv’位salt，后面的为hash值

系统：MD5(Unix)

例子：$1$12345678$XM4P3PrKBgKNnTaqG9P0T/

说明：Linux或者其他linux内核系统中

长度：34个字符

描述：开始的$1$位为加密标志，后面8位12345678为加密使用的salt,后面的为hash

加密算法：2000次循环调用MD5加密

系统：SHA-512(Unix)

例子：$6$12345678$U6Yv5E1lWn6mEESzKen42o6rbEm

说明：Linux或者其他linux内核系统中

长度: 13 个字符

描述：开始的$6$位为加密标志，后面8位为salt，后面的为hash

加密算法：5000次的SHA-512加密

系统：SHA-256(Unix)

例子：$5$12345678$jBWLgeYZbSvREnuBr5s3gp13vqi

说明：Linux或者其他linux内核系统中

长度: 55 个字符

描述：开始的$5$位为加密标志，后面8位为salt，后面的为hash

加密算法：5000次的SHA-256加密

系统：MD5(APR)

例子：$apr1$12345678$auQSX8Mvzt.tdBi4y6Xgj.

说明：Linux或者其他linux内核系统中

长度：37个字符

描述：开始的$apr1$位为加密标志，后面8位为salt，后面的为hash

加密算法：2000次循环调用MD5加密

windows系统：

windows

例子：Admin:b474d48cdfc4974d86ef4d24904cdd91

长度：98个字符

加密算法：MD4(MD4(Unicode($pass)).Unicode(strtolower($username)))

mysql

系统：mysql

例子：606717496665bcba

说明：老版本的MySql中

长度：8字节（16个字符）

说明：包括两个字节，且每个字的值不超过0x7fffffff

系统：MySQL5

例子：*E6CC90B878B948C35E92B003C792C46C58C4AF40

说明：较新版本的MySQL

长度：20字节（40位）

加密算法：SHA-1(SHA-1($pass))

其他系统：

系统：MD5(WordPress)

例子：$P$B123456780BhGFYSlUqGyE6ErKErL01

说明：WordPress使用的md5

长度：34个字符

描述：$P$表示加密类型，然后跟着一位字符，经常是字符‘B’，后面是8位salt，后面是就是hash

加密算法：8192次md5循环加密

系统：MD5(phpBB3)

说明：phpBB 3.x.x.使用

例子：$H$9123456785DAERgALpsri.D9z3ht120

长度：34个字符

描述：开始的$H$为加密标志，后面跟着一个字符，一般的都是字符‘9’，然后是8位salt，然后是hash 值

加密算法：2048次循环调用MD5加密

系统：RAdmin v2.x

说明：Remote Administrator v2.x版本中

例子：5e32cceaafed5cc80866737dfb212d7f

长度：16字节（32个字符）

加密算法：字符用0填充到100字节后，将填充过后的字符经过md5加密得到（32位值）

md5加密

标准MD5

例子：c4ca4238a0b923820dcc509a6f75849b

使用范围：phpBB v2.x, Joomla 的 1.0.13版本前，及其他cmd

长度：16个字符

其他的加salt及变形类似：

md5($salt.$pass)

例子:f190ce9ac8445d249747cab7be43f7d5:12

md5(md5($pass))

例子:28c8edde3d61a0411511d3b1866f0636

md5(md5($pass).$salt)

例子:6011527690eddca23580955c216b1fd2:wQ6

md5(md5($salt).md5($pass))

例子: 81f87275dd805aa018df8befe09fe9f8:wH6_S

md5(md5($salt).$pass)

例子: 816a14db44578f516cbaef25bd8d8296:1234

MD5即Message-Digest Algorithm 5（信息摘要算法5），是计算机广泛使用的散列算法之一。经MD2、MD3和MD4发展而来，诞生于20世纪90年代初。用于确保信息传输完整一致。虽然已被破解，但仍然具有较好的安全性，加之可以免费使用，所以仍广泛运用于数字签名、文件完整性验证以及口令加密等领域。

算法原理：

散列算法得到的结果位数是有限的，比如MD5算法计算出的结果字长为128位，意味着只要我们穷举2^128次，就肯定能得到一组碰撞，下面让我们来看看一个真实的碰撞案例。我们之所以说MD5过时，是因为它在某些时候已经很难表现出散列算法的某些优势——比如在应对文件的微小修改时，散列算法得到的指纹结果应当有显著的不同，而下面的程序说明了MD5并不能实现这一点。

而诸如此类的碰撞案例还有很多，上面只是原始文件相对较小的一个例子。事实上现在我们用智能手机只要数秒就能找到MD5的一个碰撞案例，因此，MD5在数年前就已经不被推荐作为应用中的散列算法方案，取代它的是SHA家族算法，也就是安全散列算法（Secure Hash Algorithm，缩写为SHA）。

SHA实际包括有一系列算法，分别是SHA-1、SHA-224、SHA-256、SHA-384以及SHA-512。而我们所说的SHA2实际是对后面4中的统称。各种SHA算法的数据比较如下表，其中的长度单位均为位：

MD5和SHA1，它们都有4个逻辑函数，而在SHA2的一系列算法中都采用了6个逻辑函数。

以SHA-1为例，算法包括有如下的处理过程：

和MD5处理输入方式相同

经过添加位数处理的明文，其长度正好为512位的整数倍，然后按512位的长度进行分组，可以得到一定数量的明文分组，我们用Y 0 ，Y 1 ，……Y N-1 表示这些明文分组。对于每一个明文分组，都要重复反复的处理，这些与MD5都是相同的。

而对于每个512位的明文分组，SHA1将其再分成16份更小的明文分组，称为子明文分组，每个子明文分组为32位，我们且使用M[t]（t= 0, 1,……15）来表示这16个子明文分组。然后需要将这16个子明文分组扩充到80个子明文分组，我们将其记为W[t]（t= 0, 1,……79），扩充的具体方法是：当0≤t≤15时，Wt = Mt；当16≤t≤79时，Wt = ( W t-3 ⊕ W t-8 ⊕ W t-14 ⊕ W t-16 ) 1，从而得到80个子明文分组。

所谓初始化缓存就是为链接变量赋初值。前面我们实现MD5算法时，说过由于摘要是128位，以32位为计算单位，所以需要4个链接变量。同样SHA-1采用160位的信息摘要，也以32位为计算长度，就需要5个链接变量。我们记为A、B、C、D、E。其初始赋值分别为：A = 0x67452301、B = 0xEFCDAB89、C = 0x98BADCFE、D = 0x10325476、E = 0xC3D2E1F0。

如果我们对比前面说过的MD5算法就会发现，前4个链接变量的初始值是一样的，因为它们本来就是同源的。

经过前面的准备，下面就是计算信息摘要了。SHA1有4轮运算，每一轮包括20个步骤，一共80步，最终产生160位的信息摘要，这160位的摘要存放在5个32位的链接变量中。

在SHA1的4论运算中，虽然进行的就具体操作函数不同，但逻辑过程却是一致的。首先，定义5个变量，假设为H0、H1、H2、H3、H4，对其分别进行如下操作：

（A）、将A左移5为与函数的结果求和，再与对应的子明文分组、E以及计算常数求和后的结果赋予H0。

（B）、将A的值赋予H1。

（C）、将B左移30位，并赋予H2。

（D）、将C的值赋予H3。

（E）、将D的值赋予H4。

（F）、最后将H0、H1、H2、H3、H4的值分别赋予A、B、C、D

这一过程表示如下：

而在4轮80步的计算中使用到的函数和固定常数如下表所示：

经过4轮80步计算后得到的结果，再与各链接变量的初始值求和，就得到了我们最终的信息摘要。而对于有多个明文分组的，则将前面所得到的结果作为初始值进行下一明文分组的计算，最终计算全部的明文分组就得到了最终的结果。