哈希碰撞

一、哈希函数

哈希函数是将任意长度的输入（也称为预映射， pre-image），压缩成固定长度的输出（称为散列值， hash value），该映射的规则就是哈希算法。

常见的哈希函数有MD5、SHA1、SHA256等。其中，MD5算法将任意输入（注意是任意的大小、格式）转换为长度为128位的数据，因此它常常被用于解决碰撞的问题。

二、哈希碰撞的含义

哈希碰撞指的是在哈希函数中，两个不同的预映射得到了相同的散列值。当两个输入得到了相同的散列值，就会发生冲突。

哈希碰撞是由于哈希函数产生的输出值比输入的长度小，因此会产生一些相同的输出结果。人们期望的是，哈希函数会保证相同的输入永远产生相同的哈希值，但实际上，情况往往并不是这样。

三、哈希碰撞的影响

哈希碰撞的出现，会影响用户的隐私和系统的安全性。

在文件下载等场景中，哈希值用于校验文件是否完整无损传输，如果哈希碰撞，那么就会出现两个不同的文件，而下载者会误认为文件已经完整下载，导致文件损坏或数据泄露。

在密码的安全性方面，如果密码没有经过合理的哈希处理，就可能会被恶意攻击者破解，从而造成严重的信息泄露。

四、哈希碰撞的解决方案

为了解决哈希碰撞的问题，可以采用以下几种方案：

1、使用更长的哈希值。较长的哈希值可以减少哈希碰撞的概率，但是也会在计算上产生更多的负担。

2、设计更为复杂的哈希函数。较为复杂的哈希函数可以降低哈希碰撞的概率，但是也会增加计算复杂度，增加系统开销。

3、增加盐值。盐值可以增加哈希值随机性，进一步降低哈希碰撞的概率，但是也会增加系统开销。

4、使用加密哈希算法。加密哈希算法可以增加哈希值的安全性，从而降低哈希碰撞的概率，但是也会增加系统开销。

五、MD5算法代码示例

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <openssl/md5.h>

void MD5_Print(unsigned char *md){
    int i;
    for(i = 0; i < MD5_DIGEST_LENGTH; i++)
        printf("%02x", md[i]);
    printf("\n");
}

int main(){
    char message[] = "Hello, world!";
    unsigned char md[MD5_DIGEST_LENGTH];
    int i;

    MD5(message, sizeof(message)-1, md);
    MD5_Print(md);

    return 0;
}