全面分析哈希算法的原理和用途

如果你还不了解哈希算法，那么对于后期的数字货币投资会有很大的影响，哈希算法是信息存储和查询所用的一项基本技术，它是一种基于Hash函数的文件构造方法，可实现对记录的快速随机存取，它把给定的任意长关键宇映射为一个固定长度的哈希值，一般用于鉴权、认证、加密、索引等，在不少项目中都会涉及到哈希算法，不过发展至今，哈希算法也拓展了应用场景，那么哈希算法的原理和用途是什么？下面211Coin小编全面分析一下。

全面分析哈希算法的原理和用途

哈希算法的原理：

散列表，它是基于快速存取的角度设计的，也是一种典型的“空间换时间”的做法。顾名思义，该数据结构可以理解为一个线性表，但是其中的元素不是紧密排列的，而是可能存在空隙。

散列表(Hashtable，也叫哈希表)，是根据关键码值(Keyvalue)而直接进行访问的数据结构。也就是说，它通过把关键码值映射到表中一个位置来访问记录，以加快查找的速度。这个映射函数叫做散列函数，存放记录的数组叫做散列表。

比如我们存储70个元素，但我们可能为这70个元素申请了100个元素的空间。70/100=0.7，这个数字称为负载因子。我们之所以这样做，也是为了“快速存取”的目的。我们基于一种结果尽可能随机平均分布的固定函数H为每个元素安排存储位置，这样就可以避免遍历性质的线性搜索，以达到快速存取。

但是由于此随机性，也必然导致一个问题就是冲突。所谓冲突，即两个元素通过散列函数H得到的地址相同，那么这两个元素称为“同义词”。这类似于70个人去一个有100个椅子的饭店吃饭。散列函数的计算结果是一个存储单位地址，每个存储单位称为“桶”。设一个散列表有m个桶，则散列函数的值域应为[0，m-1]。

哈希算法的用途：

1.文件校验

我们比较熟悉的校验算法有奇偶校验和CRC校验，这2种校验并没有抗数据篡改的能力，它们一定程度上能检测并纠正数据传输中的信道误码，但却不能防止对数据的恶意破坏。MD5Hash算法的“数字指纹”特性，使它成为目前应用最广泛的一种文件完整性校验和(Checksum)算法，不少Unix系统有提供计算md5checksum的命令。

2.数字签名

Hash算法也是现代密码体系中的一个重要组成部分。由于非对称算法的运算速度较慢，所以在数字签名协议中，单向散列函数扮演了一个重要的角色。对Hash值，又称“数字摘要”进行数字签名，在统计上可以认为与对文件本身进行数字签名是等效的。而且这样的协议还有其他的优点。

3.鉴权协议

鉴权协议又被称作挑战--认证模式：在传输信道是可被侦听，但不可被篡改的情况下，这是一种简单而安全的方法。

上述信息带大家全面分析哈希算法的原理和用途，通过这两点的介绍，大家能够知道哈希算法还是很重要的，涉及到的应用场景也都是现在比较热门并且迫切需要解决的方面，哈希算法能尽量减少冲突而不能完全避免冲突，这是因为通常关键字集合比较大，其元素包括所有可能的关键字，而地址集合的元素仅为哈希表中的地址，在构造这种特殊的“查找表”时，除了需要选择一个“好”(尽可能少产生冲突)的哈希函数之外，还需要找到一 种“处理冲突”的方法。