摘录
了解SHA-256和SHA2在密码学中的重要性。探索它们在确保数据完整性和安全性方面的特点、优势和应用。
像SHA-256和SHA2这样的密码散列函数在保护数据方面发挥着重要作用，应用范围从软件更新到加密货币。在本文中，我们将揭秘这些算法是什么，它们是如何工作的，以及为什么SHA-256在验证完整性方面如此普遍。
介绍
SHA-256和SHA2是用于将数据转换为固定长度签名的加密散列算法，该签名对于输入是唯一的。这些散列有助于确保系统之间的数据真实性和完整性。
SHA-256是当今最常用的SHA2变体之一，因为它具有很高的安全性和性能。了解SHA-256散列代表什么以及它们如何保护系统可以突显加密校验和的重要性。
什么是SHA-256？
SHA-256是美国国家安全局作为SHA2家族的一部分开发的加密散列算法。它生成一个256位（32字节）的哈希值，表示任意数据输入的指纹。
SHA-256的一些关键特性：
为不同长度的输入产生唯一的固定大小的256位散列。
相同哈希的两个不同输入碰撞的可能性非常小。
输入的任何变化都会导致完全不同的散列。
不可逆的哈希过程无法恢复原始数据。
设计成即使对于大量数据也能计算得非常快。
这使得SHA-256在验证系统中的数据完整性和真实性方面非常理想。
理解SHA2
SHA2是一组在FIPS 180-4中定义的密码哈希函数，包括SHA-256、SHA-512、SHA-224等算法。
所有的SHA2变体都可以生成不同版本的哈希值，长度从224位到512位不等。常用的包括：
SHA-256 - 最广泛使用的SHA2哈希函数，生成256位的摘要。提供强大的安全性和性能。
SHA-512 - 生成更大的512位哈希值，并具有更高的抗碰撞能力。但速度较慢于SHA-256。
SHA-224 - 是SHA-256的截断版本，生成224位哈希值。它具有类似的安全性，但性能更高。
与之前的SHA1哈希相比，SHA2算法使用了更大的摘要大小和创新的设计变化来提高安全性和碰撞抵抗能力。
为什么使用SHA-256？
SHA-256在当今的加密实现中被广泛使用，例如：
数据完整性 - 使用SHA-256哈希验证软件更新、取证数据、备份等，以确保有效性和防止篡改。
数字签名 - 可以对消息的哈希进行加密，以创建一个验证发送者身份的签名。SHA-256在这方面被广泛使用。
用户凭证 - 在安全存储之前，密码和其他敏感凭证会经过类似SHA-256的算法进行加盐和哈希处理。
区块链 - 交易通过哈希链接在一起，以维护一个不可变的账本。比特币和其他加密货币使用SHA-256。
随机数生成 - SHA-256具有强大的单向特性，适用于生成随机位。
SHA-256如此普遍使用是因为它提供了速度、安全性和易于实现的适当平衡，满足了各种应用的需求。
常见的神话和误解
关于加密哈希可以做什么和不能做什么，有一些常见的误解。让我们来澄清一下：
像SHA-256这样的哈希函数不能加密数据。它们是单向函数，不能安全地隐藏明文。为了存储机密数据，需要使用加密来补充哈希。
哈希碰撞是罕见但可能发生的。没有哈希算法是完全抗碰撞的。适当的密钥大小可最小化此风险。
在没有原始输入的情况下（原像攻击），反向计算哈希被认为是几乎不可能的，除非特定实现存在弱点。
然而，找到两个具有相同哈希值的输入（碰撞攻击）更加可行，只需要O(2^128)的复杂度即可对SHA-256进行碰撞攻击。
彩虹表攻击可以快速破解哈希密码，除非进行个别加盐。适当的加盐是必须的，同时还需要进行哈希。
因此，尽管哈希算法非常强大，但它们有一些限制，需要与加密和加盐等其他措施相结合，以充分保护敏感数据。
结论
SHA-256已经成为当今最广泛使用的加密哈希函数之一，得益于其速度和安全性的平衡。它支持许多我们每天依赖的系统和数据的完整性验证。
正确使用SHA-256和相关的SHA2算法，可以实现多个重要的安全应用，如区块链账本、可信软件分发、凭证存储和数字证书。
然而，仅仅使用哈希是不足以提供全面保护的。智能地将哈希与加密、加盐和其他防御措施相结合是必要的，以尽可能地减小风险。
借助强大的算法如SHA-256，我们可以在规模上高效地验证数据完整性，同时保持机密信息的安全。哈希已经成为保护我们所依赖的数字基础设施、交易和通信的数字指纹。
