21-哈希算法(上):如何防止数据库中的用户信息被脱库?
你好,我是悦创。
还记得 2011 年 CSDN 的“脱库”事件吗?当时,CSDN 网站被黑客攻击,超过 600 万用户的注册邮箱和密码明文被泄露,很多网友对 CSDN 明文保存用户密码行为产生了不满。如果你是 CSDN 的一名工程师,你会如何存储用户密码这么重要的数据吗?仅仅 MD5 加密一下存储就够了吗? 要想搞清楚这个问题,就要先弄明白哈希算法。
哈希算法历史悠久,业界著名的哈希算法也有很多,比如 MD5、SHA 等。在我们平时的开发中,基本上都是拿现成的直接用。所以,我今天不会重点剖析哈希算法的原理,也不会教你如何设计一个哈希算法,而是从实战的角度告诉你,在实际的开发中,我们该如何用哈希算法解决问题。
1. 什么是哈希算法?
我们前面几节讲到“散列表”“散列函数”,这里又讲到“哈希算法”,你是不是有点一头雾水?实际上,不管是“散列”还是“哈希”,这都是中文翻译的差别,英文其实就是“Hash”。所以,我们常听到有人把“散列表”叫作“哈希表”“Hash 表”,把“哈希算法”叫作“Hash 算法”或者“散列算法”。那到底什么是哈希算法呢?
哈希算法的定义和原理非常简单,基本上一句话就可以概括了。将任意长度的二进制值串映射为固定长度的二进制值串,这个映射的规则就是哈希算法,而通过原始数据映射之后得到的二进制值串就是哈希值。但是,要想设计一个优秀的哈希算法并不容易,根据我的经验,我总结了需要满足的几点要求:
- 从哈希值不能反向推导出原始数据(所以哈希算法也叫单向哈希算法);
- 对输入数据非常敏感,哪怕原始数据只修改了一个 Bit,最后得到的哈希值也大不相同;
- 散列冲突的概率要很小,对于不同的原始数据,哈希值相同的概率非常小;
- 哈希算法的执行效率要尽量高效,针对较长的文本,也能快速地计算出哈希值。
这些定义和要求都比较理论,可能还是不好理解,我拿 MD5 这种哈希算法来具体说明一下。
我们分别对“今天我来讲哈希算法”和“jiajia”这两个文本,计算 MD5 哈希值,得到两串看起来毫无规律的字符串(MD5 的哈希值是 128 位的 Bit 长度,为了方便表示,我把它们转化成了 16 进制编码)。可以看出来,无论要哈希的文本有多长、多短,通过 MD5 哈希之后,得到的哈希值的长度都是相同的,而且得到的哈希值看起来像一堆随机数,完全没有规律。
MD5("今天我来讲哈希算法") = bb4767201ad42c74e650c1b6c03d78fa
MD5("jiajia") = cd611a31ea969b908932d44d126d195b
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