密碼學(xué)基礎(chǔ)
標(biāo)簽： Blockchain
Hash
Hash （哈?；蛏⒘校┦侵笇⑷我忾L度的二進(jìn)制值映射成為一個(gè)固定長度的二進(jìn)制值的算法。Hash算法的輸出在實(shí)際應(yīng)用中也被稱為數(shù)字摘要。
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一個(gè)好的hash算法通常有如下特性：
- 正向快速：給定明文和 hash 算法，在有限時(shí)間和有限資源內(nèi)能計(jì)算出 hash 值。
- 逆向困難：給定（若干） hash 值，在有限時(shí)間內(nèi)很難（基本不可能）逆推出明文。
- 輸入敏感：原始輸入信息修改一點(diǎn)信息，產(chǎn)生的 hash 值看起來應(yīng)該都有很大不同。
- 沖突避免：很難找到兩段內(nèi)容不同的明文，使得它們的 hash 值一致（發(fā)生沖突）。
沖突避免有時(shí)候又被稱為“抗碰撞性”。如果給定一個(gè)明文前提下，難以找到碰撞的另一個(gè)明文，稱為“弱抗碰撞性”；如果難以找到任意兩個(gè)明文，發(fā)生碰撞，則稱算法具有“強(qiáng)抗碰撞性”。
常見的HASH算法有 MD5,SHA1,SHA2等，其中前2者已被認(rèn)為不安全。
加密/解密
現(xiàn)代加密算法的典型組件包括：加解密算法、加密密鑰、解密密鑰。其中，加解密算法自身是固定不變的，一般是公開可見的；密鑰則往往每次不同，并且需要保護(hù)起來，一般來說，對(duì)同一種算法，密鑰長度越長，則加密強(qiáng)度越大。
根據(jù)加解密的密鑰是否相同，算法可以分為對(duì)稱加密（symmetric cryptography）和非對(duì)稱加密(asymmetric cryptography)。兩種算法的對(duì)比如下：
| 類型 | 特點(diǎn) | 優(yōu)點(diǎn) | 缺點(diǎn) | 常見算法 |
|---|---|---|---|---|
| 對(duì)稱加密 | 加密和密鑰相同或可推算，通常用于大量數(shù)據(jù)加密的場景 | 速度快 | 需要提前提供密鑰 | DES,3DES,AES |
| 非兌成加密 | 加密/解密密鑰無關(guān)，通常用于數(shù)字簽名以及密鑰協(xié)商過程 | 無需提前提供密鑰 | 計(jì)算效率低 | RSA,ElGammal，橢圓曲線系列算法 |
數(shù)字簽名
數(shù)字簽名的用于確保消息 不可偽造 以及 不可抵賴，這寫特性是通過非對(duì)稱加密算法實(shí)現(xiàn)。數(shù)字簽名的基本流程如下圖：
消息驗(yàn)證碼(MAC)
MAC 是指在通信雙方已經(jīng)通過一定的密鑰交換算法共享了對(duì)稱加密密鑰后，發(fā)送方將消息的Hash值使用對(duì)稱密鑰加密計(jì)算得到的，用于確保消息 不可偽造 ，但是無法確保不可抵賴，基本流程如下圖：
