SHA加密
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SHA 安全散列算法家族技术参考全书
安全散列算法(Secure Hash Algorithm,缩写为 SHA)是由美国国家安全局(NSA)设计、美国国家标准与技术研究院(NIST)发布的一系列密码散列函数标准。它们能够将任意长度的输入数据映射为固定长度的雪崩式伪随机输出值(Message Digest)。SHA 算法家族广泛应用于数字签名标准(DSS/ECDSA)、TLS/SSL 通信会话建立、区块链工作量证明与完整性验证校验和。
SHA-1 输出 160 位摘要(40 字符),于 1995 年发布。2017 年 Google 与荷兰 CWI 团队联合发布了针对 SHA-1 的实践碰撞攻击(SHAttered 项目)。各大现代浏览器与 CA 机构已全面弃用 SHA-1 证书,仅在 Git 历史版本识别与陈旧系统兼容时使用。
SHA-2 包含 SHA-224、SHA-256、SHA-384 及 SHA-512 四种核心变体,采用经过深度强化的 Merkle-Damgård 迭代压缩架构。截至目前全球密码学界尚未发现其实际抗碰撞性缺陷。其中 SHA-256 为行业黄金标准,SHA-512 在 64 位机器上运行速度甚至超越 SHA-256。
NIST 于 2015 年正式标准化的 SHA-3 并不基于 SHA-2 的压缩函数,而是基于革命性的海绵置换结构(Sponge Construction)。这使得 SHA-3 在结构上免疫困扰传统哈希函数的「长度扩展攻击(Length Extension Attack)」,具备长远前瞻抗量子安全裕度。
RIPEMD-160 是欧洲 RIPE 项目开发的 160 位密码散列算法。中本聪在设计比特币协议时,结合使用了 SHA-256 与 RIPEMD-160(先对公钥做一次 SHA-256,再对结果做一次 RIPEMD-160),生成更为紧凑且双重防撞的 160 位比特币钱包公钥哈希。
| 算法名称 | 所属家族 | 输出位宽 | 十六进制长度 | 内部块大小 | 安全性评级 | 典型场景 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| SHA-1 | SHA-1 | 160 bits | 40 字符 | 512 bits | 存在碰撞 / 禁用新系统 | Git Commit ID, 历史系统兼容 |
| SHA-224 | SHA-2 | 224 bits | 56 字符 | 512 bits | 安全 | 与 2-key 3DES 强度对齐 |
| SHA-256 | SHA-2 | 256 bits | 64 字符 | 512 bits | 黄金标准 / 极力推荐 | TLS 证书, 区块链挖矿, HMAC |
| SHA-384 | SHA-2 | 384 bits | 96 字符 | 1024 bits | 军工级安全 | NSA Suite B, 高级电子政务 |
| SHA-512 | SHA-2 | 512 bits | 128 字符 | 1024 bits | 顶级安全强度 | 64位服务器, 密码凭证加盐哈希 |
| SHA-3 | Keccak | 512 bits | 128 字符 | 576 bits | 新一代海绵置换 | 免疫长度扩展攻击, 现代密码学 |
| RIPEMD-160 | RIPEMD | 160 bits | 40 字符 | 512 bits | 稳固实用 | 比特币地址 Base58Check 编码 |