你会如何编写你自己的哈希算法？

摘录
本文探讨了创建自己的哈希算法用于数据指纹和安全性的关键组成部分和实施步骤。

哈希算法在计算机科学和网络安全的许多领域起着重要作用。但是，您是否曾经想过设计自己的哈希函数需要具备哪些要素？在本文中，我们将探讨创建自定义哈希算法的关键步骤。

理解哈希算法

哈希算法是将任意大小的数据转换为固定大小的值（称为哈希）的函数。哈希用于：

为数据生成标识符和指纹
在哈希表中实现快速查找
安全地存储密码、文件和文档
进行消息完整性检查和数字签名

目标是将大量输入有效地映射到小哈希值，同时尽量减少不同输入产生相同哈希的碰撞。

哈希算法的关键组成部分

创建哈希算法时，需要定义以下核心部分：

输入数据 - 可以作为输入提供的数据类型是什么？文本、二进制文件、图像等。
哈希函数 - 将输入转换为哈希的数学步骤。这是最关键的部分。
碰撞解决 - 处理映射到相同哈希的两个不同输入的方法。常见方法包括链表和双哈希。

设计自己的算法

在构思自己的哈希算法时，以下是一些关键考虑因素：

研究现有算法，如MD5、SHA-2、BLAKE2，以了解常见的设计方法和哈希函数。
根据需求选择一个在复杂性、安全性和性能之间提供良好权衡的哈希函数。
根据存储限制选择链式或布谷鸟哈希等碰撞解决方法。
确定所需属性 - 速度、密码安全性、简单性等。

实施算法

当你完成设计后，下一步是编写哈希算法的代码：

选择适合低级性能的语言，如 C、C++、Rust 等。
实现哈希函数逻辑，包括预处理、压缩、模运算等。
使用链表、数组等技术处理冲突。
编写测试以验证不同输入类型和哈希匹配的正确性。

例如，下面是一个基本哈希算法的伪代码示例：

 1HashFunction(input):
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 3  bytes = convert_to_bytes(input)
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 5  // Apply pre-processing
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 7  bytes = pad(bytes)
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 9  bytes = break_into_blocks(bytes)
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12  // Hash computation
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14  for block in bytes:
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16    block = shift_bits(block)
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18    block = XOR(block, magic_number)
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20  hashed_bytes = concatenate_blocks(bytes)
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23  // Generate hash
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25  hash = convert_to_hex(hashed_bytes)
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27  return hash