一、散列函數(shù)

??也稱為哈希函數(shù)，消息摘要函數(shù)，單向函數(shù)或雜湊函數(shù)。

1. 作用:

??不是完成數(shù)據(jù)加密和解密的工作，而是用來(lái)驗(yàn)證數(shù)據(jù)的完整性的技術(shù)。
?如下圖，通過(guò)對(duì)消息進(jìn)行散列，然后把消息和散列值hashA一起發(fā)送出去，當(dāng)接受者收到消息和散列值后，先對(duì)消息進(jìn)行散列，如果散列值hashB和接收到的hashA相同，說(shuō)明數(shù)據(jù)沒(méi)有被更改過(guò)，從而保證數(shù)據(jù)的完整性。

2.特性：

• 消息的長(zhǎng)度不受限制
• 確定性：對(duì)于相同的輸入（根據(jù)同一函數(shù)），它必須始終生成相同的散列值，如果兩個(gè)散列值是不相同的，那么這兩個(gè)散列值的原始輸入也是不相同的， 但是對(duì)于不同的輸入可能會(huì)散列成相同的輸出（哈希碰撞），所以不可能從散列值來(lái)確定唯一的輸入值。
• 均勻性：良好的散列函數(shù)應(yīng)該輸入盡可能均勻的映射到輸出范圍上。
• 單向性：在加密應(yīng)用程序中，通常期望散列函數(shù)實(shí)際上是不可逆的。

3.散列函數(shù)常用算法有

MD-消息摘要算法 SHA-安全散列算法MAC-消息認(rèn)證碼算法。不過(guò)現(xiàn)在MD已經(jīng)被證實(shí)存在哈希碰撞（不同的數(shù)據(jù)存在相同的MD算法后相同），所以常用SHA算法。

二、加密體制

1.對(duì)稱加密

?? 加密和解密的密鑰一樣，比如用123加密就是用123解密，但是實(shí)際中密碼都是普通數(shù)據(jù)在互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)?#xff0c;這樣一點(diǎn)密碼被中間人截取并破解，加密直接被攻破

2.非對(duì)稱加密

?? 把密鑰分為公鑰和私鑰，公鑰是公開(kāi)的所有人都可以認(rèn)領(lǐng)，私鑰是保密的只有一個(gè)人知道。假設(shè)A要發(fā)送一封Email給B，他不想讓任何其他人在傳輸中看到Email的內(nèi)容，做法就是使用B的公鑰對(duì)Email加密，只有B的私鑰能夠解密（B的私鑰唯一性保證信件不會(huì)泄露）

三、數(shù)字簽名

??前面已經(jīng)介紹了通過(guò)散列函數(shù)可以確保數(shù)據(jù)內(nèi)容的完整性，但這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。此外，還需要確保數(shù)據(jù)來(lái)源的可認(rèn)證性（身份識(shí)別）和數(shù)據(jù)發(fā)送行為的不可否認(rèn)性（防止抵賴行為）。

數(shù)字簽名是散列函數(shù)和非對(duì)稱加密的結(jié)合。

1.特性

??即完整性、可認(rèn)證性和不可否認(rèn)性。這些正是數(shù)字簽名的主要特征。

2.過(guò)程

?問(wèn)題：
??使用非對(duì)稱加密 對(duì)文件本身加密可能是個(gè)耗時(shí)過(guò)程，比如這封Email足夠大，那么私鑰加密整個(gè)文件以及拿到文件后的解密無(wú)疑是巨大的開(kāi)銷。

?數(shù)字簽名可以解決這個(gè)問(wèn)題：

1.A先對(duì)這封Email執(zhí)行哈希運(yùn)算得到hash值簡(jiǎn)稱“摘要”，取名hashA
2.然后用自己私鑰對(duì)摘要加密，生成的東西叫“數(shù)字簽名”
3.把數(shù)字簽名加在Email正文后面，一起發(fā)送給B
（當(dāng)然，為了防止郵件被竊聽(tīng)你可以用繼續(xù)公鑰加密，這個(gè)不屬于數(shù)字簽名范疇）
4.B收到郵件后用A的公鑰對(duì)數(shù)字簽名解密，成功則代表Email確實(shí)來(lái)自A，失敗說(shuō)明有人冒充
5.B對(duì)郵件正文執(zhí)行哈希運(yùn)算得到hash值，取名hashB
6.B 會(huì)對(duì)比第4步數(shù)字簽名的hash值hashA和自己運(yùn)算得到的hashB，一致則說(shuō)明郵件未被篡改。

注意點(diǎn)：只能把私鑰用來(lái)簽名，公鑰用來(lái)認(rèn)證。 所以只能由擁有私鑰的人發(fā)送給公鑰的，反之不安全。也稱為單向認(rèn)證。
如圖所示：

數(shù)字簽名滿足了以下的要求：
??完整性：當(dāng)使用公鑰解密后的消息與消息原文相同，則說(shuō)明消息是完整的，否則消息不完整
??不可否認(rèn)性和可認(rèn)證性：當(dāng)消息原文和加密后的消息密文一起被 A 發(fā)送給 接收方B 后，接收方B 可以確信信息確實(shí)是發(fā)送方A 發(fā)送的，同時(shí) 發(fā)送方A 也不能否認(rèn)發(fā)送過(guò)該信息，因?yàn)槌?A 本人之外，其他任何人都無(wú)法由消息原文產(chǎn)生正確的消息密文。

3.常用數(shù)字簽名算法

??RSA算法，DSA算法。

參考：
https://www.jianshu.com/p/4932cb1499bf
https://www.cnblogs.com/liyutian/p/9525173.html
《Java加密與解密的藝術(shù)》

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的散列函数和数字签名概念的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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