到底什么是hash? - 知乎 - nick

正好最近在学习加密相关的知识，可以从小白的角度试着答一下，希望能帮到题主。

相信大部分的同学在首次学习hash的时候，是从数据结构中的查找表开始的，即利用<value,key>键值对来构造高效的存储结构，但这真只是hash的一个应用场景而已，除此之外，比如说还有签名之类的用途（后文会说到）

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定义：和其他答主说的一样，hash就是一个function，但不要太狭隘，函数的输入不一定得是数字，它还可以是其它所有的二进制数据（字符串、文件等），但必须得有以下特点：

1、同一个输入一定对应着同一个输出；

2、不同输入的输出可能会一样；

（是不是很像小学课本？）

下面通过两个常见的使用场景解释可能比较容易理解；

应用场景一：构建查找表

比如在数据结构中的hash表，输入是key，简单的function如key/N，输出是数组下标，但因为第二个特点，不同key可能会得到相同的输出，所以在各类语言中的hashmap库实现时，会针对的做相应处理，比如从冲突的地方继续做hash运算，直到不冲突为止等；

应用场景二：数字签名

本质还是一样，利用hash 的function对输入做运算，这些运算不局限于上述应用的数字运算，还可以有各类位运算等，所以输入也就不再局限于数字了，而是只要是二进制数据就行，比如字符串、文件等。虽然输入、function、输出形式不一样，上述的两个特点还是成立的。除此之外，为了保证签名的要求，hash function的设置者会针对性的研究function的实现方法，以获得第三个特点：

3、已知输出，不可反推得到输入；

为了便于解释，还是用数字的hash function来解释。比如y = x ^ 2，知道y = 1，x可能有2个解，再比如hash function 为y = (x ^ 2 - 10) ^ 2，知道y = 1，x可能由4个解，但hash function本身足够复杂、而输入也足够复杂的时候，已知y，实际求出x不具备可行性。签名一般数据的流程如下：

（数据对应x，摘要对应y）

在接受方对比的时候，便利用到了hash的第1个特点，而为了防止暴力破解，则利用了第3个特点，至于防破解以及第2个特点带来的摘要重复的问题，则是hash函数设计者需要考虑的问题了，详细可参考楼上答主的讲解或Google一下。

总结：

hash所有的应用必然是利用函数的以上几个特点来设计的。

针对楼主问题的回答：

字符串和1TB的文件如何hash？也就是问对应着字符串和1TB文件的输入，怎么得到输出？那肯定是根据hash function而定的啦，不同的hash function，输出不一样，但这些function，肯定是支持二进制的数据输入的，比如sha256、sha512等等，具体的实现方法，有兴趣可以网上搜一下。

PS：如果有啥理解不对的地方，请大家及时指出啦

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Created at: 2019-04-12 18:42:29
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