什么是 SHA 256 算法？ 哈希算法的特点和应用？

无论数字证书品牌、价格和类型如何，所有SSL证书的共同规范是使用SHA 256算法，您可以在证书详情或产品信息中列出的功能中看到。 对于非技术人员来说，SHA 256 算法通常是一个谜，但睿诚资讯将用通俗易懂的语言告诉您什么是 SHA256 以及它是如何工作的。

什么是 SHA 256 算法

要了解 SHA 256 算法比特币使用的哈希函数是，我们需要先解释一下哈希函数。 哈希函数，也称为散列函数，是将任意长度的信息转换成另一个值的过程。 本质上，它包含从原始字符串转换为固定长度值的数据块。 这样的值称为散列值（hash value）。

SHA 256是从SHA 2系列算法中细分出来的一种算法，其中SHA是Secure Hash Algorithm的缩写，名称中的256值代表最终的哈希值汇总。 哈希值通常用长度为64的十六进制字符串（由随机字母和数字组成）表示，相当于一个长度为32字节的数组，其中1字节=8位。 也就是说，无论明文大小如何，散列值始终为 256 位。 让我用一个例子来说明：

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这句话经过哈希函数SHA256后的哈希值为：

1033C30AE28488FF7497D61D2FB1DA50AB480824186A24019D6736126870FBF9

简而言之，SHA 256 通过将消息和文件等数据转换为不可区分的 256 位固定长度字符串来保护数据不被拦截或篡改。 几乎每个行业都使用 SHA256 算法，包括政府机构和区块链等创新技术。

SHA 256 算法的主要特点

SHA 256 算法的关键属性是消息长度、摘要长度和不可逆性。

消息长度：明文（即加密前的可读文本）的长度应小于264 位。

摘要长度：消息摘要（即对数据应用加密散列函数的散列值）应为 256 位长。 在您的服务器上安装 SSL 证书时，您可以选择 SHA-512 或更高版本的摘要。 虽然 SHA-512 更安全，但不建议将其用于大多数系统，因为它需要更多的计算能力和计算机性能。

不可逆性：所有哈希函数（例如 SHA 256）在设计上都是不可逆的。 对于每个输入，您只有一个输出，反之亦然。 多个输入产生相同的输出。 输出具有固定大小，但输入没有大小限制。

SHA 256算法练习

现在看一个哈希函数如何工作的真实例子。 假设您编写了一条“廉价 SSL 证书”消息并对其应用 SHA-256 哈希函数，您将得到：

3868401EDD8E4AE2F804AC3A6215C5EC522AE032F59C13296C1A25CAE4F26C52

现在，我们在消息末尾添加一个感叹号：“Cheap SSL certificate!”，并生成输出。 结果是这样的：

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可以看到，只加了一个字符，哈希长度不变，但是结果却完全不同，这也是为什么sha256更安全的原因。 如果您要将此消息发送给朋友，则需要提供哈希值并指定算法。 你的朋友在他们那端验证哈希，如果匹配，他们就知道消息是真实的。

SHA 算法历史

安全哈希算法由美国国家安全局 (NSA) 创建。 美国政府为该技术申请了专利，然后在免版税许可下发布供所有人使用。

第一个 SHA-0 算法可以追溯到 1993 年。然后 SHA-1 于 1995 年问世。虽然它已经被破解，但它仍然在一些旧版本的服务器和客户端中使用。 2001年，NSA发布了SHA-2系列算法，包括SHA 256和其他五种不同的算法标准：

2015年8月5日，NIST（美国国家标准与技术研究院）发布了最新的安全哈希算法SHA-3，其内部算法设计与以往有所不同。 虽然 NIST 目前没有废除 SHA-2 算法的计划，但如果有必要，SHA-3 可以在当前的应用中取代 SHA-2。

根据用于监控 SSL/TLS 支持质量的全球仪表板 SSL Pulse，Alexa 的全球最受欢迎网站列表中有 97.2% 的网站使用 SHA-256 SSL 证书。

SHA 256 应用程序

SHA 256 是用于数字签名验证、SSL 握手、密码保护和许多其他安全相关操作的标准哈希算法。

数字签名验证

数字签名是一种电子签名，用于验证电子邮件、信用卡交易或电子文档等消息的真实性和完整性。 它是通过散列文件并使用 PKI（公钥基础设施）加密来创建的。

SHA 256算法在整个过程中的作用是保证数字签名的完整性。 接收方的客户端检查自己的散列算法并使用公钥解密消息。 如果匹配，则数据真实有效且未被篡改。

SSL 握手

SSL 握手是 Web 浏览会话的关键要素，它依赖于 SHA 算法功能。 通过 SSL/TLS 的通信总是从 SSL 握手开始，这是一种非对称加密技术，允许浏览器在数据传输开始之前验证 Web 服务器、获取公钥并建立安全连接。

密码保护

网站以哈希格式存储用户密码。 如前所述，散列使用加密算法将密码转换为由字母和数字组成的短字符串。 如果网站被黑客攻击，网络攻击者将无法获得散列密码。

区块链交易

SHA-256 算法是创建比特币时第一个用于加密货币的算法。 区块头是区块链的基本元素，因为它们有助于按特定顺序将一个交易块连接到下一个交易块。 如前所述，当输入信息略有不同时，SHA 算法会产生截然不同的结果。 当任何块发生变化时，它将影响所有后续块。 因此，如果要修改某个区块的内容比特币使用的哈希函数是，就必须修改后续所有区块的内容，这几乎是不可能的，从而保证了区块数据的安全性。

结论

SHA 256 算法是网络数据保护不可或缺的一部分。 在本文中，我们只接触了 SHA2 算法，并没有深入研究其背后的数学和功能。 即使您不是技术人员，也必须熟悉 SHA2 算法的概念和应用。

在我们构建能够破解复杂哈希函数的量子计算机之前，SHA 256 仍将是数据和文件完整性的行业标准哈希算法。 这种情况可能需要几十年的时间，所以目前，SHA 256 是加密和身份验证协议的一部分。