哈希函数设计模式，哈希函数的实现

简述哈希函数的特点

1、Hash函数 特点：压缩映射，多个 自变量 对应一个应变量，函数不可逆 意义：不可逆保证数据有效性，阻止 逆向工程 ，防止抵赖。

2、答案解析：要使哈希函数达到密码安全，我们要求其具有以下三个附加特性：碰撞阻力（Collision-resistance）；隐秘性（Hiding)；谜题友好（Puzzle-friendliness)。

3、碰撞特性、隐秘性、谜题友好.一般的线性表，树中，记录在结构中的相对位置是随机的，即和记录的关键字之间不存在确定的关系，因此，在结构中查找记录时需进行一系列和关键字的比较。这一类查找方法建立在“比较“的基础上，查找的效率依赖于查找过程中所进行的比较次数。

4、哈希函数（Hash）自身具有三个特性：①可输入的字符串为任意大小；②产生固定大小（即存储规模）的输出，且这个大小可设定（随机数）；③能进行有效计算。在比特币挖矿原理中，随机数是一个指定的解，基于某种率先加密的哈希函数具有单向性和隐秘性，既不能反向解出输入值也无法仅凭尝试找到输入值。

哈希算法的原理

1、什么是哈希算法？哈希是一种加密算法，也称为散列函数或杂凑函数。哈希函数是一个公开函数，可以将任意长度的消息M映射成为一个长度较短且长度固定的值H（M），称H（M）为哈希值、散列值（Hash Value）、杂凑值或者消息摘要。

2、常见hash算法的原理 散列表，它是基于快速存取的角度设计的，也是一种典型的“空间换时间”的做法。顾名思义，该数据结构可以理解为一个线性表，但是其中的元素不是紧密排列的，而是可能存在空隙。散列表（Hash table，也叫哈希表），是根据关键码值（Key value）而直接进行访问的数据结构。

3、原理：哈希算法有三个特点，它们赋予了区块链不可篡改、匿名等特性，并保证了整个区块链体系的完整。第一个特点是具有单向性。比如输入一串数据，通过哈希算法可以获得一个哈希值，但是通过这个哈希值是没有办法反推回来得到输入的那串数据的。

4、基本原理 我们使用一个下标范围比较大的数组来存储元素。

5、哈希算法原理：Hash算法的原理是把输入空间的值映射到Hash空间内，由于Hash值的空间远小于输入的空间，而且借助抽屉原理 ，可以得出一定会存在不同的输入被映射成相同输出的情况，如果一个Hash算法足够好，那么他就一定会有更小的发生冲突的概率，也就是说，一个好的Hash算法应该具有优秀的 抗碰撞能力。

哪些方法可以用作hash函数的构造方法

常用的构造哈希（hash）函数的方法有：直接定址法、数字分析法、平方取中法、折叠法、除留余数发、随机数法。直接定址法 取关键字或关键字的某个线性函数值为哈希地址。即：H(key)=key或H(key)=akey+b。其中a和b为常数（这种哈希函数叫做自身函数）。

哈希函数构造方法有：直接定址法，数字分析法。直接定址法 取关键字或关键字的某个线性函数值为哈希地址。即：H（key）=key或H（key）=akey+b， 其中a和b为常数（这种哈希函数叫做自身函数）。例如：有一个从1岁到100岁的人口数字统计表，其中，年龄作为关键字，哈希函数取关键字自身。

，除留取余法，若哈希表长为M，则取余因子P为小于，或等于表长（最好接近M）的最小质数或不包含小于20质因子的合数。取关键字或关键字的某个线性函数值为散列地址。即H(key)=key或H(key) = a·key + b，其中a和b为常数（这种散列函数叫做自身函数）。

几种经典的hash算法

1、几种经典的hash算法包括MDSHA-SHA-256和SHA-3。MD5：MD5信息摘要算法（MD5 Message-Digest Algorithm）是计算机安全领域广泛使用的一种散列函数，用以提供消息的完整性保护。MD5算法的主要作用是将任意长度的“字节流”映射为一个长度固定的大整数，并且它是通过数据运算生成的，故其为一个散列函数。

2、在Web系统中，常用的哈希算法主要包括以下几种： MD5：MD5（Message Digest Algorithm 5）是一种广泛使用的密码散列函数，它可以将任意长度的二进制信息转化为128位（16字节）的哈希值。MD5广泛应用于网络中数据的完整性检验，以确认数据在传输过程中是否发生破坏或篡改。

3、哈希函数杂凑函数，是一个从消息空间到像空间的不可逆映射。hash算法的原理是试图将一个空间的数据集映射到另外一个空间（通常比原空间要小），并利用质数将数据集能够均匀的映射。目前主流的hash算法有：mdmdsha系列。

哈希表算法的哈希表的构造方法

哈希函数为Hash(key)=key mod 11； 拟用线性探测法处理冲突。建哈希表如下： 解释： ① 47是由哈希函数得到的没有冲突的哈希地址； ② Hash(29)=7，哈希地址有冲突，需寻找下一个空的哈希地址：由H1=(Hash(29)+1) mod 11=8，哈希地址8为空，因此将29存入。

常用方法：散列函数能使对一个数据序列的访问过程更加迅速有效，通过散列函数，数据元素将被更快地定位。实际工作中需视不同的情况采用不同的哈希函数，通常考虑的因素有：（1）计算哈希函数所需时间。（2）关键字的长度。（3）哈希表的大小。（4）关键字的分布情况。（5）记录的查找频率。

哈希表的构造方式为：以元素的关键字为自变量，计算确定的哈希函数从而得到元素在哈希表中的位置（称为哈希地址）。当不同的关键字经哈希函数计算后得到了相同的哈希地址，则发生冲突。若构造哈希表时不发生冲突，则给定关键字与其哈希地址之间的对应关系是1：1。

数据结构哈希算法

折叠法是将关键字从左到右分割成位数相等的几个部分(最后一部分位数不够可以短些)，然后将这几部分叠加求和，并按哈希表表长，取后几位作为哈希地址。

哈希表是根据设定的哈希函数H(key)和处理冲突方法将一组关键字映象到一个有限的地址区间上，并以关键字在地址区间中的象作为记录在表中的存储位置，这种表称为哈希表或散列，所得存储位置称为哈希地址或散列地址。作为线性数据结构与表格和队列等相比，哈希表无疑是查找速度比较快的一种。

哈希算法（Hash 算法，Hash 算式，散列算法，消息摘要算法）将任意长度的二进制值映射为较短的固定长度的二进制值，这个小的二进制值称为哈希值。哈希值是一段数据唯一且极其紧凑的数值表示形式。构成哈希算法的条件：从哈希值不能反向推导出原始数据（所以哈希算法也叫单向哈希算法）。

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