Що саме (і саме) є "хеш?"

Я чув, що слово "хеш" вживається в різних контекстах (все в світі обчислень) з різними значеннями. Наприклад, у книзі Learn Python the Hard Way в главі про словники сказано, що "Python називає їх" диктатами. "Інші мови називають їх" хешами "." "Отже, чи є хешеві словники?

Інше поширене вживання слова стосується шифрування. Я також чув (і читаю) людей, які використовують слово "хеш" як специфічну функцію в рамках програмування на високому рівні.

Отже, що це саме?

Чи може хтось (з часом і хто обізнаний) люб'язно пояснити нітротичні "хеші (або хеші)"?

Стаття у Вікіпедії про хеш-функції дуже хороша, але я тут прийму свою думку.

Що таке хеш?

"Хеш" - це дійсно широкий термін з різними формальними значеннями в різних контекстах. Немає жодної ідеальної відповіді на ваше запитання. Я поясню загальну концепцію, що лежить в основі, і згадаю деякі найпоширеніші звички цього терміна.

"Хеш" - це функція називається хеш-функцією, яка приймає вхідні об'єкти і виводить рядок або число. Об'єкти введення зазвичай є членами основних типів даних, таких як рядки, цілі числа чи більші об'єкти, що складаються з інших об'єктів, таких як визначені користувачем структури. Вихід є типово числом або рядком. Іменник "хеш" часто посилається на цей вихід. Дієслово "хеш" часто означає "застосувати хеш-функцію". Основними властивостями, які повинна мати хеш-функція, є:$h$

1. Він повинен бути простим для обчислення і
2. Виходи повинні бути порівняно невеликими.

Приклад:

Скажімо, ми хочемо хеш-чисел у діапазоні від 0 до 999,999,999 до числа від 0 до 99. Однією простою хеш-функцією може бути .$h(x) = x \mod 100$

Загальні додаткові властивості:

Залежно від випадку використання, ми можемо бажати, щоб хеш-функція задовольняла додаткові властивості. Ось кілька загальних додаткових властивостей:

1. Уніфікованість : часто ми хочемо, щоб хеші об’єктів були чіткими. Більше того, ми можемо хотіти, щоб хеші були "розповсюдженнями". Якщо я хочу зафіксувати деякі об'єкти в 100 відрах (тому вихід моєї хеш-функції - це число від 0-99), я, як правило, сподіваюся, що близько 1/100 об'єктів приземляються у відрі 0, приблизно 1/100 землі в відро 1 тощо.

2. Криптографічний опір зіткнення : Іноді це сприймається ще далі, наприклад, у криптографії я можу захотіти хеш-функцію, щоб обчислюваче важко було знайти два різних входи, які відображають один і той же результат.

3. Стиснення : Я часто хочу розміщувати довільно великі входи до виходу постійного розміру або фіксованої кількості відра.

4. Детермінізм : я можу захотіти хеш-функцію, вихід якої не змінюється між прогонами, тобто вихід хеш-функції на одному об'єкті завжди буде однаковим. Це може здатися суперечним однаковості вище, але одне рішення полягає в тому, щоб вибрати хеш-функцію випадковим чином один раз, а не змінювати її між прогонами.

Деякі програми

Одне поширене застосування - в структурах даних, таких як хеш-таблиця, які є способом реалізації словників. Тут ви виділяєте трохи пам’яті, скажімо, 100 «відер»; потім, коли вас попросять зберегти у словнику пару (ключ, значення), ви хешуєте ключ на номер 0-99 і зберігаєте пару у відповідному відрі в пам'яті. Потім, коли вас попросять шукати ключ, ви хеш-ключ на номер 0-99 з тією ж хеш-функцією і перевірте це відро, щоб побачити, чи є цей ключ там. Якщо так, ви повертаєте його значення.

Зауважте, що ви також можете реалізовувати словники іншими способами, наприклад, з двійковим деревом пошуку (якщо ваші об'єкти порівнянні).

Ще одне практичне застосування - контрольні суми, які є способами перевірити, чи два файли однакові (наприклад, файл не був пошкоджений у попередній версії). Оскільки хеш-функції малоймовірні для відображення двох входів на один і той же вихід, ви обчислюєте та зберігаєте хеш першого файлу, як правило, представлений у вигляді рядка. Цей хеш дуже маленький, може бути лише кілька десятків символів ASCII. Потім, коли ви отримуєте другий файл, ви хешуєте це і перевіряєте, чи є вихід таким же. Якщо так, майже напевно це точно той самий файл байт-за-баєм.

Інша програма є в криптографії, де ці хеші повинні бути важко "інвертованими" - тобто, враховуючи вихід і хеш-функцію, обчислювально слід визначити вхід (и), які призвели до цього виводу. Одне використання цього стосується паролів: Замість того, щоб зберігати сам пароль, ви зберігаєте криптографічний хеш пароля (можливо, з деякими іншими інгредієнтами). Потім, коли користувач вводить пароль, ви обчислюєте його хеш і перевіряєте, чи відповідає він правильному хешу; якщо так, ви кажете, що пароль правильний. (Зараз навіть у когось, хто може шукати і дізнатися хеш, збережений на сервері, немає такого простого часу, прикидаючись користувачем.) Цей додаток може бути випадком, коли вихід такий же довший або довший, ніж вхідний, оскільки вхід такий короткий.

Хеш - функція є функцією , яка приймає вхідний сигнал і видає значення фіксованого розміру. Наприклад, у вас може бути хеш-функція, stringHashяка приймає astring будь-яку довжину і виробляє 32-бітове ціле число.

Як правило, правильно сказати, що вихід хеш-функції - хеш (також відомий як хеш-значення або хеш-сума). Однак іноді люди називають саму функцію хешем . Це технічно некоректно, але зазвичай не помічається, оскільки зазвичай розуміється (в контексті), що людина мав на увазі хеш-функцію .

Типовим використанням хеш-функції є реалізація хеш-таблиці . Хеш-таблиця - це структура даних, яка пов'язує значення з іншими значеннями, які зазвичай називають ключами. Це робиться за допомогою хеш-функції на ключі для створення хеш-фіксованого розміру фіксованого розміру, який він може використовувати для швидкого пошуку даних, що зберігаються. Я не буду детально описувати, як це робити, але ключовим фактом тут є те, що його називають хеш-таблицею, оскільки він покладається на хеш-функцію для створення хеш-значень (хешів).

Ось тут і виникає деяка плутанина, оскільки деякі люди (знову ж таки, дещо неправильно) називають хеш-таблицю хешем. Як зазначено в інших відповідях, іноді реалізація хеш-таблиці даної мови позначає хеш-таблицю як хеш (зокрема, це робить Perl, хоча, мабуть, і інші мови). Інші мови вирішують посилатися на їх реалізацію хеш-таблиці як на словник. Python є однією з цих мов, але через те, наскільки вони вбудовані в мову, багато користувачів Python скорочують термін словник до "диктувати".

Тоді як правильне використання терміна хеш позначає хеш-значення, що створюється хеш-функцією , люди також іноді використовують термін неофіційно для позначення хеш-функцій та хеш-таблиць , отже створюючи плутанину.

Хеш-функція - це будь-яка функція, де зображення менше домену . Вихід такої функції f(x)можна назвати "хеш x".

У інформатиці ми зазвичай стикаємось із двома додатками хеш-функцій.

Перший - для структур даних, таких як хеш-таблиці , де ми хочемо зіставити ключовий домен (наприклад, 32-бітні цілі числа або рядки довільної довжини) в індекс масиву (наприклад, ціле число від 0 до 100). Мета тут - максимізувати ефективність структури даних; властивостями хеш-функції, які зазвичай бажані, є простота та рівномірний розподіл виводу.

Perl називає свій вбудований асоціативний масив типу "хеш" , який, здається, є причиною вашої плутанини тут. Я не знаю жодної іншої мови, яка це робить. Помірно структура даних може розглядатися як хеш-функція сама (де домен - поточний набір ключів), але також реалізована як хеш-таблиця.

Друга - для криптографії : автентифікація повідомлення, перевірка паролем / підписом тощо. Домен, як правило, є довільними рядками байтів. Тут ми піклуємося про безпеку - що іноді означає навмисне низьку продуктивність - де корисними властивостями є зіткнення та опір попереднього зображення.

Відмінне запитання Василь Айд,

Ось мій погляд на те, що таке хеш для чогось, над чим я працюю сьогодні.

*

Скористайтеся контрольною сумою, щоб переконатися, що тарбол відповідає контенту сторінки завантаження

*

Одягає шапку аудитора, я маю на увазі магію халата

хеш - це значення / string / what / label, переконайтесь, що воно на вашій машині те саме, що і джерело завантаження.

Я спробую лише додати короткий підсумок того, що кажуть інші.

Функція хешу

Існує особливий вид функцій, який називається хеш-функціями.

"SHA256 - це добре відома хеш-функція, яка є криптографічно захищеною"

Три основні програми - * хеш-таблиці, * контрольні суми (перевірки цілісності даних, наприклад, на жорстких дисках або протоколах ADSL), * і криптографія (різні форми криптографічної автентифікації, включаючи цифрові підписи та безпечне зберігання паролів, але не обмежуючись ними).

Таблиця хешу

Таблиця хеш - структура даних для швидкого пошуку. Він використовує хеш-функції внутрішньо, звідси і назва.

"Бази даних використовують хеш-таблиці та внутрішні пошуки дерев для прискорення виконання запитів пошуку"

Хеш

1. тип даних абстрактних словників

"Хеш" - офіційна назва вбудованих словників на Perl. Вони є хеш-таблицями всередині, звідси і назва. "Ця підпрограма приймає хеш як перший аргумент". Ці дні можна використовувати для будь-якого асоціативного масиву, не обов'язково хеш-таблиці.

2. результат застосування хеш-функції до деякого входу

"MD5-хеші зображень .iso надаються для перевірки їх цілісності після завантаження".