摘要算法

一、简介

摘要算法是一种能产生特殊输出格式的算法:把任意长度的输入处理而产生固定长度的输出的算法。

 

二、算法原理

无陷门的单向散列函数。

 

三、算法特征

1、其加密过程不需要密钥,并且经过加密的数据无法被解密,只有输入相同的明文经过相同的摘要算法才能得到相同的密文。
2、摘要算法由于不存在密钥的管理与分发问题,适合于分布式网络相同上使用。
3、无论输入的消息有多长,计算出来的消息摘要的长度总是固定的。例如应用MD5算法摘要的消息有128个比特位,用SHA-1算法摘要的消息最终有160比特位的输出,SHA-1的变体可以产生192比特位和256比特位的消息摘要。一般认为,摘要的最终输出越长,该摘要算法就越安全。
4、消息摘要看起来是“随机的”。这些比特看上去是胡乱的杂凑在一起的。可以用大量的输入来检验其输出是否相同,一般,不同的输入会有不同的输出,而且输出的摘要消息可以通过随机性检验。但是,一个摘要并不是真正随机的,因为用相同的算法对相同的消息求两次摘要,其结果必然相同;而若是真正随机的,则无论如何都是无法重现的。因此消息摘要是“伪随机的”。
5、一般地,只要输入的消息不同,对其进行摘要以后产生的摘要消息也必不相同;但相同的输入必会产生相同的输出。这正是好的消息摘要算法所具有的性质:输入改变了,输出也就改变了;两条相似的消息的摘要确不相近,甚至会大相径庭。
6、消息摘要函数是无陷门的单向函数,即只能进行正向的信息摘要,而无法从摘要中恢复出任何的消息,甚至根本就找不到任何与原信息相关的信息。当然,可以采用强力攻击的方法,即尝试每一个可能的信息,计算其摘要,看看是否与已有的摘要相同,如果这样做,最终肯定会恢复出摘要的消息。但实际上,要得到的信息可能是无穷个消息之一,所以这种强力攻击几乎是无效的。
7、好的摘要算法,没有人能从中找到“碰撞”,虽然“碰撞”是肯定存在的。即对于给定的一个摘要,不可能找到一条信息使其摘要正好是给定的。或者说,无法找到两条消息,使它们的摘要相同。

 

四、算法实现

著名的摘要算法有RSA公司的MD5算法SHA-1算法及其大量的变体。

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五、算法应用

现在,消息摘要算法主要应用在“数字签名”领域,作为对明文的摘要算法,用来为数据提供完整性验证。

 

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