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！

　　假如一个系统允许最大16位密码，密码允许大小写字符、数字以及标点等符号——我懒得算了，假设有100种取值吧。那么，这个系统可能的密码数（密钥空间）就是100^16级别。

　　攻击者可以换一个思路：用户设置密码，自己肯定得记住；想记住，那么太过诡异的字符组合就不太可能，并且用户的密码往往也不会太长（除非专业用户，很少有人会如此自虐）。

　　所以，他可以列出所有单词、缩写，再组合不同单词甚至加上大小写变化；然后再搭配不同符号作为单词之间的分割——这个空间仍然很大，但比起100^16，那就小太多了。现代计算机（集群）跑上个把月或更长时间，差不多就能穷举出来了。

　　不仅如此，他还可以弄到流传在黑市上的、之前泄露的明文密码：那么，普通用户可能想到的密码，应该就很难超脱这个范围了。

　　这叫“字典攻击”；比起暴力穷举，效率已经可以接受了。尤其是攻击可下载到本地的内容时，“跑字典”早已是基础课了。

　　但，远程攻击时，只要服务器加一个 重试间隔 和/或 重试次数 限制，字典攻击就失效了。

　　攻击者可以再想深一步：相对于数学原理上的无解，网络服务器的防御总是有机可乘的。他可以想办法攻击服务器，拿到服务器上存储的密钥啊——服务器肯定要存密钥相关信息的，不然用户怎么登录？

　　不过，稍微会玩的，在服务器上存储的都是已经hash过的密码；理论上是不可从hash结果反推出密码的。

　　hash函数的值域极大，理论上不可能在有效时间内穷举整个hash值域，从而反推出原始密码。

　　但是，攻击者可以拿出自己的密码字典，用同样的算法计算字典里的密码的hash值——现代计算机速度够快、存储容量也够大，完全可以做到“把字典里的密码的hash值全部计算出来、存储到类数据库结构里”。

　　不仅如此，他还可以利用“彩虹表”暴力覆盖几乎全部短密钥空间，使得只要你的密码位数和用到的符号种类（大小写字符、数字、标点符号等）不够多，就逃不过他的手心（什么是彩虹表？ - 网络安全 - 知乎；随便感谢某匿名用户提醒，避免了我误导他人）。

　　一旦这个工作完成（视字典大小/要覆盖的密钥长度，大概需要几小时到几个月吧），那么只要用户密码落入覆盖范围，利用黑客从服务器上偷来的hash值一反查，就可以知道密码明文了。

　　事实上，攻击者可以边计算边搜索，并且优先计算那些“大众密码”——很可能从服务器拿到加密密钥后几分钟，那些用简单的“大众密码”的用户就完蛋了。也许不到三天，一半以上的用户已经被扒的干干净净了。

　　不管你如何取hash函数——不管是n次hash还是先hash再反序再用加密，或者再加几道工序也一样——攻击者都可以用同样的算法处理他的密码字典、以及生成对应的彩虹表，从而直接由hash值找出对应的密码。

　　因为，“加盐”相当于强行在用户密码前后附加若干随机字符——注意每个用户加的“盐”应该各不相同，不然攻击者只要把这个固定的“盐”字符串附加进去行了，和n次hash没两样，并不能给黑客带来更多麻烦。

　　反之，如果每个用户加的“盐”各不相同，那么攻击者将不得不对每个用户跑字典/生成彩虹表——假设你有一万用户，那么他的彩虹表就将膨胀一万倍：前面提到过，做这种准备需要的时间，经常是以天甚至月为单位的，一万天就是三十多年，一万月……

　　哪怕攻击者只试“大众密码”，“必须为每个用户跑字典”的限制也可以尽量拖延时间，把损失降到最低。

　　换句话说，给所有人加同样的盐、给所有人用同样一个多次hash（或其它手段）的摘要算法，效果是一样的：攻击者只需要针对这个算法跑一遍字典或者生成一次彩虹表，你的所有用户就被扒的干干净净了。

　　而每个人加不同的盐，就相当于为每个人“定制”了一个摘要算法；攻击者攻破用户A时跑出的数据，到了用户B那里就完全作废了。你有一百万个用户，他就得完成一百万次独立攻击，而这是完全不可能的。

　　所谓加解密，玩的就是时间上的不平等。如果加密时的一份时间，换不来解密时间的倍数甚至指数增长，那么这个时间付出在密码学上就是毫无意义的。

　　可见，加盐显著增加了攻击者的时间/空间成本，使得彩虹表攻击不再合算；配合安全审计等工作，就足以保护用户数据安全了（当然，用简单密码的小白用户……还是自求多福吧）。

　　这里有两个问题，第一个是两次哈希事实上是另一种哈希算法，当然加盐也是另一种哈希算法，但是加盐的算法有很多种，别人不一定有彩虹表，但是两次哈希的只有一种，很可能别人手上就有。

　　另一个问题就是两次哈希导致值域变小，因为哈希函数的值域大小总是会小于等于定义域，所以多次哈希后，就有可能造成值域缩小。当然，用于密码哈希的时候，这个问题并不那么重要（相较于彩虹表攻击）。

　　一切都是为了提高攻击者破解密码的成本。关键是你的数据是否有价值让人花费资源进行破解。破解成本从低到高依次为：常用hash算法--两次hash--加固定盐--加随机盐

　　众所周知，出于安全考虑，现在的数据库不直接存储明文密码，而是存储密码hash后的摘要。用户输入密码后，后台将输入hash后再和数据库比对。这样的好处是即使攻击者拖来了数据库，也无法得知密码。他必须找到一个值，使其经过同样的hash算法后得到的摘要与密码相同。这个值可能就是密码，也可能与密码不同。hash的过程是不可逆并伴随信息损失的，不同的值hash后可能会有相同的结果，我们称之为碰撞。

　　对于常用的hash算法，比如md5，我们可以很方便地找到一种叫彩虹表的东西。你可以把彩虹表看作一个特殊的，超大的数据库。只要花费少量时间，绝大部分的md5摘要都能被反查出对应的原文。

　　所以我们现在说对密码直接md5是不安全的。因为脱裤后，利用彩虹表直接反查就能得到与密码hash后摘要相同的字符串。同理，因为两次hash的做法也比较常见，虽然不像md5一样烂大街，对密码进行两次常用的hash运算也已经有现成的彩虹表。

　　再来看看加固定盐的情况，如果你所做的只是在用户密码后面加上一个“1”然后md5，效果。。。聊胜于无吧。这样的盐与其说是防范手段倒不如说是心理安慰。彩虹表基本可以覆盖较短（视表的大小而定，其实也不能算短）空间内的所有字符组合。而在这样的空间内，原文发生碰撞的概率微乎其微。举个例子，密码是10个字符以内的ascii码字符，用户的密码是dj1Hsk，加盐后变成dj1Hsk1，md5后为d1151dfb723be8b0999568ee11e850b5。反查彩虹表后，照样可以把dj1Hsk1揪出来，再减去1，密码也就到手了。轻松愉快～固定盐几乎没有起到任何作用。

　　那盐应该怎么加呢?保险的方法是加到原本的信息量大于hash后摘要的信息量为止。举个丧心病狂点的例子——我把整本《哈姆雷特》作为盐加到密码后面。这样如果还能有人通过hash摘要反推出我们的原文——密码+哈姆雷特，那他一定是可以不受热力学第二定律制约的完美生物了。

　　固定盐一般是指盐的选取仅和密码有关——比如说我存储的是 hash(密码+hash(密码)+固定字符串)。这样可以避免别人使用现成的彩虹表。小网站其实做到这种程度也足够安全了（当然还有更推荐的方法比如加随机盐）。其实这种做法相当于“定制”了一个自己的hash函数。这个hash函数是全站通用的。但是如果数据足够值钱，不排除有人从零开始，或是穷举，或是字典攻击，总之造出一个巨大的hash-原文表来，然后把数据一锅端了。

　　然后就是比较推荐的做法——加随机盐。随机盐的取值加入了和密码无关的因素，比如用户名。这样相当于每个用户的hash函数都不相同，避免了被一张表一锅端的情况，大大增加了破解成本。做到这种地步，基本上可以认为足够安全了

　　另：彩虹表只是一种特殊的节省存储空间的手段。彩虹表覆盖到的每一条值都是老老实实一个一个计算出来的，相比直接hash还多了还原的步骤。造一个彩虹表比直接从零开始穷举更费事。更何况反函数的取用更是一个技术活儿。所以我们看到的彩虹表都是md5，sha1等常用算法的。一台电脑几个月时间就想做一个彩虹表简直天方夜谭。攻击者拿到数据库也根本不会去做个彩虹表来造福大众。分割线下的是彩虹表的简介。

　　简单说来，彩虹表的思路就是对hash后的摘要进行“分类”后再进行破解。把散列值比做锁的话，它就像一个满是抽屉的大柜子。先找到锁的钥匙在哪个抽屉里，在从抽屉里拿出钥匙按顺序来试。说它是“空间换时间”，空间的占用就是抽屉的数目，抽屉越多，每个抽屉里面的钥匙可能就越少，破解需要的时间也就随之减少。

　　那么如何知道钥匙在哪个抽屉里呢？彩虹表用了一个非常巧妙的办法。我们已经有了一个hash函数，记作H函数，现在我们来构造一个R函数，这个函数能将H函数生成的值逆向变化为和原文相同格式的值。

　　举个例子，构造H(x)=x^2 mod 37 ;R(x)=2*x+3 （这两个函数的构造问题很大，只是举个栗子而已，轻拍）。然后我们任取一个数作为起始值（比如59），交替进行H和R变换：

　　于是我们就得到了这样一条长长的链条，称为彩虹链，每一个链节的后半部分是前半部分H变换的结果。提取链条头尾的59和21，好，这就是一个抽屉! 彩虹表不存储整条链，只存储链条的头尾，大大节省了空间。

　　那么这样的链条怎么用呢？比如说我知道了密码hash后的值是11，那么我交替进行R变换和H变换，得到这样的链条：

　　这时我对照彩虹表，发现21是一条链的尾部。于是我取出头部的59开始变换：

　　你看，彩虹表的链条只存储了头尾两个信息，你却可以推出整条链来。要想把每个值的md5记录下来，计算机的硬盘容量是远远不够的。但如果只是记录链条头尾，硬盘表示我可以一战!这也是为什么彩虹表一般只有几百G却能破解绝大多数密码的原因。