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作用:对任意一组输入数据进行计算,得到一个固定长度的输出摘要。 哈希算法的目的:为了验证原始数据是否被篡改。 哈希算法最重要的特点就是: 相同的输入一定得到相同的输出; 不同的输入大概率得到不同的输出。
Java字符串的 hashCode() 就是一个哈希算法,它的输入是任意字符串,输出是固定的 4 字节 int 整数
- "hello".hashCode(); // 0x5e918d2
- "hello, java".hashCode(); // 0x7a9d88e8
- "hello, bob".hashCode(); // 0xa0dbae2f
两个相同的字符串永远会计算出相同的 hashCode ,否则基于 hashCode 定位的 HashMap 就无法正常工作。这也是为什么当我们自定义 一个 class 时,覆写 equals() 方法时我们必须正确覆写 hashCode() 方法。
哈希冲突:两个不同的内容却又相同的哈希值:
- "AaAaAa".hashCode(); // 0x7460e8c0
- "BBAaBB".hashCode(); // 0x7460e8c0
-
- "通话".hashCode(); // 0x11ff03
- "重地".hashCode(); // 0x11ff03
为了避免碰撞我们输出的长度越长越好:
Java 标准库提供了常用的哈希算法,并且有一套统一的接口。我们以 MD5 算法为例,看看如何对输入计算哈希:
- import java.security.MessageDigest;
-
- public class main {
- public static void main(String[] args) {
- // 创建一个MessageDigest实例:
- MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("MD5");
-
- // 反复调用update输入数据:
- md.update("Hello".getBytes("UTF-8"));
- md.update("World".getBytes("UTF-8"));
-
- // 16 bytes: 68e109f0f40ca72a15e05cc22786f8e6
- byte[] results = md.digest();
-
- StringBuilder sb = new StringBuilder();
- for(byte bite : results) {
- sb.append(String.format("%02x", bite));
- }
-
- System.out.println(sb.toString());
- }
- }
使用 MessageDigest 时,我们首先根据哈希算法获取一个 MessageDigest 实例,然后,反复调用 update(byte[]) 输入数据。当输入 结束后,调用 digest() 方法获得 byte[] 数组表示的摘要,最后,把它转换为十六进制的字符串。 运行上述代码,可以得到输入 HelloWorld 的 MD5 是 68e109f0f40ca72a15e05cc22786f8e6 。
MD5:
可以校验下载文件是否为原本文件;
可以存储数据库的密码,这样一来,数据库管理员看不到用户的原始口令。即使数据库泄漏,黑客也无法拿到用户的原始口令。想要拿到用户的原始口令,必须 用暴力穷举的方法,一个口令一个口令地试,直到某个口令计算的 MD5 恰好等于指定值。 使用哈希口令时,还要注意防止彩虹表攻击。什么是彩虹表呢?上面讲到了,如果只拿到 MD5 ,从 MD5 反推明文口令,只能使 用暴力穷举的方法。然而黑客并不笨,暴力穷举会消耗大量的算力和时间。但是,如果有一个预先计算好的常用口令和它们的 MD5 的 对照表,这个表就是彩虹表。如果用户使用了常用口令,黑客从 MD5 一下就能反查到原始口令
所以我们可以进行添加操作:使用SHA-1 也是一种哈希算法,它的输出是 160 bits ,即 20 字节。 SHA-1 是由美国国家安全局开发的, SHA 算法实际上是一个系列,包括 SH A-0 (已废弃)、 SHA-1 、 SHA-256 、 SHA-512 等。
- import java.security.MessageDigest;
-
- public class main {
- public static void main(String[] args) {
- // 创建一个MessageDigest实例:
- MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("SHA-1");
-
- // 反复调用update输入数据:
- md.update("Hello".getBytes("UTF-8"));
- md.update("World".getBytes("UTF-8"));
-
- // 20 bytes: db8ac1c259eb89d4a131b253bacfca5f319d54f2
- byte[] results = md.digest();
-
- StringBuilder sb = new StringBuilder();
- for(byte bite : results) {
- sb.append(String.format("%02x", bite));
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