hash 雜湊 是什麼

2022-07-04 05:03:13 字數 2037 閱讀 7675

hash,一般翻譯為雜湊、雜湊,或者音譯為雜湊,是把任意長度的輸入(又叫做預對映pre-image)通過雜湊演算法變換成固定長度的輸出,該輸出就是雜湊值。這種轉換是一種壓縮對映,也就是,雜湊值的空間通常遠小於輸入的空間。

它其實就是乙個演算法,最簡單的演算法就是加減乘除,比方,我設計個數字演算法,輸入+7=輸出,比如我輸入1,輸出為8;輸入2,輸出為9。

雜湊演算法不過是乙個更為複雜的運算,它的輸入可以是字串,可以是資料,可以是任何檔案,經過雜湊運算後,變成乙個固定長度的輸出,該輸出就是雜湊值。但是雜湊演算法有乙個很大的特點,就是你不能從結果推算出輸入,所以又稱為不可逆的演算法。

如上所示,「kwan」經過雜湊運算後,會得到乙個隨機數列,而且不管你的輸入檔案多大,最後得到的結果都是這麼乙個固定長度的數列,即使你輸入的是一部電影,輸出也是這麼大。而且通過數列不能推導出輸入。

1、不可逆:在具備編碼功能的同時,雜湊演算法也作為一種加密演算法存在。即,你無法通過分析雜湊值計算出原始檔的樣子,換句話說:你不可能通過觀察香腸的紋理推測出豬原來的樣子。

2、計算極快:20g高畫質電影和乙個5k文字檔案複雜度相同,計算量都極小,可以在0.1秒內得出結果。也就是說,不管豬有多肥,骨頭多硬,做成香腸都只要眨眨眼的時間。

雜湊演算法的不可逆特性使其在以下領域使用廣泛:

1、密碼,我們日常使用的各種電子密碼本質上都是基於hash的,你不用擔心支付寶的工作人員會把你的密碼洩漏給第三方,因為你的登入密碼是先經過 hash+各種複雜演算法得出密文後 再存進支付寶的資料庫裡的。

2、檔案完整性校驗,通過對檔案進行hash,得出一段hash值 ,這樣檔案內容以後被修改了,hash值就會變。 md5 hash演算法的」數字指紋」特性,使它成為應用最廣泛的一種檔案完整性校驗和(checksum)演算法,不少unix系統有提供計算md5 checksum的命令。

3、數字簽名,數字簽名技術是將摘要資訊用傳送者的私鑰加密,與原文一起傳送給接收者。接收者只有用傳送者的公鑰才能解密被加密的摘要資訊,然後用hash函式對收到的原文產生乙個摘要資訊,與解密的摘要資訊對比。如果相同,則說明收到的資訊是完整的,在傳輸過程中沒有被修改,否則說明資訊被修改過,因此數字簽名能夠驗證資訊的完整性。

此外,hash演算法在區塊鏈領域也使用廣泛。

python 中基於hash的2個資料型別是dict and set , 之前說dict查詢速度快,為何快? 說set天生去重,怎麼做到的?其實都是利用了hash的特性,我們下面來剖析。

1、dict 為何查詢速度超快,且不受dict大小影響 ?

解析:假設我要存14億人的基本資訊

data =
dict 的每個key 都要先經過hash生成一段固定長度的hash值,假設生成的hash值如下:

dict會把這些數字按大小排序好放在乙個列表裡kd = [-10, 53, 67, 81, 99, 123]。當我們想查詢」趙六」的資訊時, 會把「趙六」先hash, 得到99這個值,然後拿這個值去到kd列表裡找,想象這個列表有14億個值 ,如何快速找到99? 二分法就行。

只要找到了99的位置,就可以定位到趙六對應的value的值了。 通過2分法查詢,每次資料量都會少一半,這樣查詢最多31次(2**31=2147483648)就能從20億資訊裡找到這個人的資訊。

當然 dict 真實的查詢演算法比這個還要複雜些, 這裡只是通過這個例子讓大家理解下為何基於hash的資料型別查詢速度會快很多。

2、set為何是天生去重的?

因為每存乙個值到set裡時, 都要先經過hash,然後通過得出的這個hash值算出應該存在set裡的哪個位置,存的時候會先檢查那個位置上有沒有值 ,有的話就對比是否相等,如果相等,則不再儲存此值。 如果不相等(即為空),則把新值 存在這。

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