哈希算法,SHA256,哈希函数,加密哈希,哈希预测/哈希算法是博彩游戏公平性的核心，本文详细解析 SHA256 哈希函数的运作原理，并提供如何通过哈希技术进行博彩预测的方法！Hash函数也称哈希函数/散列函数、杂凑函数，是一个从消息空间到像空间的不可逆映射，可将“任意”长度的输入经过变换以后得到固定长度的输出。它是一种单向密码体制，即只有加密过程，不存在解密过程。

　　Hash函数的单向性和输出长度固定的特征使其可生成消息的“数字指纹”（Digital Fingerprint），也称消息摘要（MD,Message Digest）或哈希值/散列值（Hash Value），主要应用于消息认证、数字签名、口令的安全传输与存储、文件完整性校验等方面。

　　此外，Hash 函数应具有雪崩效应，即当消息的输入位发生变化时，输出的散列值至少有一半发生变化。

　　Hash函数的一般结构称为迭代Hash函数结构，由Merkle和amgảrd分别独立提出。Hash函数将输入消息分为L LL个固定长度的分组，每一分组长为b bb位，最后一个分组包含输入消息的总长度，若最后一个分组不足b bb位时，需要将其填充为b bb位。

　　散列算法迭代使用一个压缩函数f ff，压缩函数f ff是散列算法的核心，它有两个输人：一个是前一次迭代的位输出，称为链接变量；另一个为消息的b bb位分组，并产生一个n ( n b ) n(nb)n(nb)位的输出。第一迭代输入的链接变量又称为初值变量，由算法在开始时指定，最后一次迭代的输出即为散列值。

　　MD5算法由美国麻省理工学院著名密码学家Rivest设计，他于1992年向IETF提交的RFC1321中对MD5作了详尽的阐述。MD5是在MD2、MD3、MD4的基础上发展而来，由于在MD4上增加了Safety-Belts，MD5又被称为是“系有安全带的MD4”。

　　I V IVIV表示初始链接变量，由4个32位的寄存器A、B、C、D构成

　　C V i CV_iCVi是链接变量，即是每个分组处理单元的出，也是下个分组处理单元的输人

　　填充一个“ 1 ” “1”“1”和若干个“ 0 ” “0”“0”使其长度模512 512512与448 448448同余，然后再将消息的线bit表示附加在填充结果的后面，使得消息长度恰好为512 512512bit的整数倍，即512 × L 512\times L512×Lbit。（2）分组处理(迭代压缩)

　　MD5算法的分组处理(压缩函数)由4轮组成，512bit的消息分组M i M_i

　　Mi被均分为16个子分组(每个子分组32bit)参与每16步函数运算。每步的输入是4个32bit的链接变量和一个32bit的消息子分组，输出为32位值。经过4轮共64步后,得到的4个寄存器值分别输入链接变量进行模加，即是当前消息的中间散列值。

　　(每作中的16步使用同一函数)：F 、 G 、 H 、 I F、G、H、I

　　64bit的消息，输入消息以512 bit的分组为单位处理，输出为160 160160bit的消息摘要，因此抗穷举性更好。SHA-1设计基于MD4，它有5个参与运算的32位寄存器，消息分组和填充方式与MD5相同，主循环也同样是4轮，但每轮进行20次操作，非线性运算、移位和加法运算也与MD5类似，但非线性函数、加法常数和循环左移操作的设计有一些区别。（1）附加填充位

　　“0”使其长度模512 512512与448 448448同余，然后再将消息的线bit表示附加在填充结果的后面，使得消息长度恰好为512 512512bit的整数倍，即512 × L 512\times L512×Lbit。（2）分组处理(迭代压缩)SHA1以512位的分组为单位处理消息，算法核心是一个包含4个循环的模块，每个环由20个步骤组成，每个循环使用的步函数相同，不同的循环中步函数包含不同的非线性函数(Ch、Parity、Maj、Parity)。每一步函数的输入也不相同，除了寄存器A 、 B 、 C 、 D A、B、C、D

　　=ROTL1(Wt−3⊕Wt−8⊕Wt−14⊕Wt−16)16≤t≤79上述操作增加了被压缩分组的冗余性和相互依赖性，故对于相同分组的消息找出具有相同压缩结果的消息会非常困难。

　　散列函数的安全性主要体现在其良好的单向性和对碰撞的有效避免。由于散列变换是一种消息收缩型变换，当消息和散列值长度相差较大时，仅知散列值难以给恢复消息提供足够的信息，因此仅通过散列值来恢复消息的难度，大于对相同分组长度的分组密码进行唯密文攻击的难度。攻击的主要目标不是恢复原始的消息，而是用相同散列值的非法消息进行伪造和欺骗

　　0.5 0.50.5，现有的计算能力还难以在2 127 2^{127}2127这个空间内进行穷举搜索，可以看出输出长度是128 128128bit的散列函数似乎是安全的。但事实上，攻击者通过其他攻击方法，如生日攻击，可以实现碰撞。目前的攻击方式对于输出长度是160 160160bit以上的散列函数还是计算不可行的，一般认为160 160160

　　4.1 生日悖论生日悖论问题:假定每个人的生日是等概率的，每年365天，若k kk

　　1。但若仅仅是找两个生日相同的人（即不指定特定的日期），在相同的范围内的概率就大得多。对于输出长度128 128128bit的散列函数求碰撞，类似于上述情况。要找到与特定的消息具有相同散列值的另一个消息的概率很小.但若在两组消中找到具有相同散列值的两个消息（即不指定散列值），就会容易很多。4.2 集合相交问题

　　m/2时，X XX与Y YY至少存在一对匹配(即散列函数产生碰撞)的概率大于0.5 0.50.5。因此，2 m / 2 2^{m/2}2m/2将决定输出长度为m mm的散列函数H HH抗碰撞的强度。生日攻击也称为平方根攻击。其原理如下:攻击者首先产生一份合法消息，通过加入空格等方式改变写法或格式（保持含义不变）产生2 m / 2 2^{m/2}2

　　由生日悖论可知，其成功的可能性非常大，从而使攻击者可以找到一个与合法消息具有相同散列值的非法消息，也就是找到了散列碰撞。

　　目前对于Hash函数攻击最有效的攻击方法是模差分方法，又称“比特追踪法”，由王小云等人在分析MD4系列散列函数时首次提出。模差分方法是结合整数模差分和XOR差分而定义的一种新的差分，相较于单一的一种差分，两种差分结合能够表达更多信息。

　　由于MD5、SHA-1等Hash函数软件执行速度比DES等对称分组密码算法要快，目前提出了许多基于Hash函数的消息认证算法。其中，HMAC（RFC 2014）已作为FIPS 198标准发布，并且在SSL中用于消息认证。HMAC结构如下：

　　V，(K+⊕ipad))和f ( I V , ( K + ⊕ o p a d ) ) f(IV,(K^+ \oplus opad))f(IV,(K+⊕opad))是预计算的两个值，式中f ff为散列函数的压缩函数，其输入是n nn位的链接变量和b bb位的分组，输出是n nn位的链接变量。上述值只有在初始化或密钥改变时才需要计算，这些预先计算的值取代了函数的初始值I V IVIV。在输入HMAC函数的消息都都较短的情况下，这种实现意义极大。