哈希應(yīng)用程序有許多不同的名稱，有時稱為摘要，有時稱為校驗和，有時稱為指紋。事實上，它的意思是相同的，也就是說，哈?？梢杂脕肀硎緮?shù)據(jù)本身

因為如果數(shù)據(jù)在存儲或傳輸過程之中發(fā)生任何變化，其哈希將發(fā)生變化。由于這一獨特特性，哈希函數(shù)最常見的功能是執(zhí)行數(shù)據(jù)完整性檢查，即數(shù)據(jù)無損檢查

（I）文件驗證

常見的驗證算法包括奇偶校驗和CRC驗證。這兩種驗證可以在一定程度之上檢測和糾正數(shù)據(jù)傳輸中的通道錯誤，但它們無法防止惡意破壞數(shù)據(jù)，也無法抵抗數(shù)據(jù)篡改

MD5算法的“數(shù)字指紋”特性使其成為目前使用最廣泛的文件完整性驗證算法，通常用于下列兩種情況：

1。文件傳輸驗證

將傳輸文件的MD5哈希值與源文件進(jìn)行比較，以確保一致性，這可以從統(tǒng)計之上確保兩個文件完全相同。它通常用于檢查文件傳輸過程之中是否存在錯誤，以確保文件在傳輸過程之中未被惡意篡改。許多下載工具軟件還使用MD5的特性來確保用戶在斷點處多次繼續(xù)下載之后下載文件的正確性

另一個更高級的解決方案是所謂的代碼簽名。文檔接收者不僅可以驗證文檔的完整性，還可以根據(jù)他對證書頒發(fā)者和證書所有者的信任來決定是否接受文檔。瀏覽器在下載和運行插件和Java小程序時使用此模式。例如，我們從服務(wù)器下載軟件。如果軟件被黑客更改，那么我們下載的軟件不是原始軟件。如果是銀行客戶，則可能存在賬戶被盜的風(fēng)險。通過哈希操作，您可以通過哈希操作獲得下載軟件的哈希值，然后將哈希值與軟件發(fā)布者發(fā)布的哈希值進(jìn)行比較，以了解軟件是否被篡改

2。保存二進(jìn)制文件系統(tǒng)的數(shù)字指紋

許多系統(tǒng)管理和安全軟件提供了文件系統(tǒng)完整性評估功能。系統(tǒng)初始安裝之后，為文件系統(tǒng)建立基本校驗和數(shù)據(jù)庫。由于哈希校驗和的長度非常小，因此可以方便地存儲在容量非常小的存儲介質(zhì)之上。將來，可以定期或根據(jù)需要再次計算文件系統(tǒng)的檢查值。一旦發(fā)現(xiàn)與原始保存的值不匹配，則表明文件已被非法修改，或被病毒感染，或被特洛伊木馬程序替換

（II）數(shù)字簽名

哈希算法是現(xiàn)代密碼系統(tǒng)的重要組成部分。由于非對稱算法的運算速度較慢，單向哈希函數(shù)在數(shù)字簽名協(xié)議之中起著重要作用。在該簽名協(xié)議之中，雙方必須提前協(xié)商雙方支持的哈希函數(shù)和簽名算法

簽名者首先計算數(shù)據(jù)文件的哈希值，然后使用非對稱算法對非常短的哈希值進(jìn)行數(shù)字簽名。當(dāng)另一方驗證簽名時，它首先計算數(shù)據(jù)文件的哈希值，然后使用非對稱算法驗證數(shù)字簽名。哈希值的數(shù)字簽名在統(tǒng)計上等同于文件本身的數(shù)字簽名。首先，可以將數(shù)據(jù)文件本身與其哈希值分開保存，也可以在不存在數(shù)據(jù)文件本身的情況之下進(jìn)行簽名驗證。其次，在某些情況之下，簽名密鑰可能與解密密鑰相同，也就是說，如果對數(shù)據(jù)文件進(jìn)行簽名，則其操作與非對稱解密操作相同，這是非常危險的。惡意破壞者可能會向您發(fā)送一個文件，試圖欺騙您將其解密為需要您簽名的文件。因此，當(dāng)對任何數(shù)據(jù)文件進(jìn)行數(shù)字簽名時，僅對其哈希值進(jìn)行簽名是安全的

（III）身份驗證協(xié)議

有一種稱為“質(zhì)詢身份驗證模式”的身份驗證協(xié)議：需要身份驗證的一方向要身份驗證的一方發(fā)送隨機(jī)字符串（“質(zhì)詢”），認(rèn)證方將隨機(jī)字符串與其自身的認(rèn)證密碼一起散列，然后將其返回給認(rèn)證方，認(rèn)證方將將接收到的散列值與散列操作的結(jié)果進(jìn)行比較，并在其自己的一端與另一方的認(rèn)證密碼字（“認(rèn)證”）。如果相同，則在統(tǒng)計之上可以認(rèn)為另一方擁有密碼字，即通過身份驗證

（IV）網(wǎng)站注冊

當(dāng)用戶注冊并提交用戶名和密碼時，用戶名直接保存到網(wǎng)站數(shù)據(jù)庫，但密碼不直接保存，但密碼轉(zhuǎn)換為哈希，然后將哈希值保存到網(wǎng)站數(shù)據(jù)庫之中。因此，即使是網(wǎng)站管理員也無法獲得用戶的密碼。如果公司的數(shù)據(jù)庫泄露，用戶的密碼仍然安全

當(dāng)用戶登錄網(wǎng)站并輸入密碼提交給服務(wù)器時，服務(wù)器也會執(zhí)行相同的哈希操作。由于輸入數(shù)據(jù)沒有變化，哈希沒有變化，登錄成功

（V）區(qū)塊鏈和加密貨幣

比特幣系統(tǒng)之中主要使用兩個加密哈希函數(shù)，分別是SHA-256和ripemd160

以SHA-256為例，這是用于構(gòu)建區(qū)塊鏈的主要密碼哈希函數(shù)。無論是塊的頭信息還是事務(wù)數(shù)據(jù)，該哈希函數(shù)都用于計算相關(guān)數(shù)據(jù)的哈希值，以確保數(shù)據(jù)的完整性。同時，在比特幣系統(tǒng)之中，基于查找給定前綴的sha256哈希值，設(shè)計了一種用于工作量證明的共識機(jī)制；Sha256還用于構(gòu)造比特幣地址，即識別不同的用戶

在比特幣系統(tǒng)中，SHA-256算法的一個主要用途是完成PoW（工作量證明）計算。而區(qū)塊鏈就可以看作一類使用哈希指針的鏈表，這個鏈表鏈接一系列的區(qū)塊，每個區(qū)塊包含數(shù)據(jù)以及指向表中前一個區(qū)塊的指針。區(qū)塊鏈中，前一個區(qū)塊指針由哈希指針?biāo)鎿Q，因此每個區(qū)塊不僅僅告訴前一個區(qū)塊的位置，也提供一個哈希值去驗證這個區(qū)塊所包含的數(shù)據(jù)是否發(fā)生改變。

利用區(qū)塊鏈構(gòu)造一個防篡改的日志系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中，基于區(qū)塊鏈的日志節(jié)點鏈表被用來存儲數(shù)據(jù)，鏈表節(jié)點通過哈希指針鏈接，新節(jié)點追加在日志鏈表的尾部。同時，日志鏈表的頭哈希指針?biāo)赶虻念^節(jié)點內(nèi)容不可改變。若日志鏈表中的某個節(jié)點的數(shù)據(jù)被