Что такое хеширование?

1️⃣ Как кратко ответить

Хеширование — это процесс преобразования входных данных произвольной длины в фиксированный размер строки, называемой хешем, с помощью хеш-функции. Хеши используются для быстрого поиска, проверки целостности данных и хранения паролей. Хеш-функции должны быть быстрыми, детерминированными и устойчивыми к коллизиям.

2️⃣ Подробное объяснение темы

Хеширование — это метод, который преобразует данные произвольной длины в строку фиксированной длины. Эта строка называется хешем, а функция, выполняющая преобразование, называется хеш-функцией. Хеширование широко используется в компьютерных науках и информационных технологиях для различных целей.

Зачем нужно хеширование?

1. Быстрый поиск данных: Хеш-таблицы используют хеширование для быстрого доступа к данным. Например, в словарях Python ключи хешируются для быстрого поиска значений.

2. Проверка целостности данных: Хеши используются для проверки, не были ли данные изменены. Например, при загрузке файла можно сравнить его хеш с известным значением, чтобы убедиться в его целостности.

3. Хранение паролей: Вместо хранения паролей в открытом виде, системы хранят их хеши. Это повышает безопасность, так как даже если база данных будет скомпрометирована, злоумышленники не получат доступ к паролям.

Как работает хеширование?

Хеш-функция принимает входные данные и возвращает хеш фиксированной длины. Важно, чтобы даже небольшое изменение входных данных приводило к значительному изменению хеша. Это свойство называется лавинным эффектом.

Пример хеширования

Рассмотрим простой пример использования хеширования в Python с помощью встроенной библиотеки hashlib.

import hashlib
​
# Входные данные, которые мы хотим захешировать
data = "Hello, World!"
​
# Создаем объект хеш-функции SHA-256
hash_object = hashlib.sha256()
​
# Обновляем объект хеш-функции данными
hash_object.update(data.encode('utf-8'))
​
# Получаем хеш в шестнадцатеричном формате
hash_hex = hash_object.hexdigest()
​
print(hash_hex)

• import hashlib: Импортируем библиотеку hashlib, которая предоставляет различные хеш-функции.
• data = "Hello, World!": Определяем строку, которую хотим захешировать.
• hash_object = hashlib.sha256(): Создаем объект хеш-функции SHA-256. SHA-256 — это криптографическая хеш-функция, которая возвращает хеш длиной 256 бит.
• hash_object.update(data.encode('utf-8')): Обновляем объект хеш-функции нашими данными. Метод encode('utf-8') преобразует строку в байты, так как хеш-функции работают с байтами.
• hash_hex = hash_object.hexdigest(): Получаем хеш в виде шестнадцатеричной строки.
• print(hash_hex): Выводим хеш на экран.

Свойства хорошей хеш-функции

1. Детерминированность: Для одного и того же входа всегда должен возвращаться один и тот же хеш.
2. Быстрота: Хеш-функция должна быть быстрой в вычислении.
3. Устойчивость к коллизиям: Сложно найти два разных входа, которые дают одинаковый хеш.
4. Лавинный эффект: Небольшое изменение входных данных должно значительно изменять хеш.