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　　CHINA VENTURE CAPITAL设计与应用摘要：随着计算机技术的快速发展，提高数据的存储，查询效率是系统设计者非常关心的问题。 在网络传输中，保障数据的安全性同样是至关重要的。 Hash 算法是一种较为先进的互联网思想。 它能够较好地解决上述问题。 本文介绍了Hash 算法的概念，研究了 Hash 算法在加密领域的应用和 HashMap 的实现原理，总结出了 Hash 算法需要具备哪些特点。 研究 Hash 算法对深入学习计算机和解决现实的需求有着重要的作用。关键词：互联网 Hash 算法 加密算法 HashMapHash 算法文 / 河南省实验文博学校 张鸣然1、Hash 算法介绍随着互联网技术的快...

　　CHINA VENTURE CAPITAL设计与应用摘要：随着计算机技术的快速发展，提高数据的存储，查询效率是系统设计者非常关心的问题。 在网络传输中，保障数据的安全性同样是至关重要的。 Hash 算法是一种较为先进的互联网思想。 它能够较好地解决上述问题。 本文介绍了Hash 算法的概念，研究了 Hash 算法在加密领域的应用和 HashMap 的实现原理，总结出了 Hash 算法需要具备哪些特点。 研究 Hash 算法对深入学习计算机和解决现实的需求有着重要的作用。关键词：互联网 Hash 算法 加密算法 HashMapHash 算法文 / 河南省实验文博学校 张鸣然1、Hash 算法介绍随着互联网技术的快速发展， 人们对互联网应用的体验要求和安全性越来越高。大家希望能够较快地查询出需要的数据，并且能够安全地在网络中传输数据。 Hash 算法可以很好地满足以上两个需求。 Hash 算法也成为散列算法，可以将一个数据转换为一个标志， 这个标志和源数据的每一个字节都有十分密切的关系。 Hash 算法还具有一个特点，就是很难找到逆向规律。Hash 算法是一种广义的算法， 也可以认为是一种思想，使用 Hash 算法可以提高存储空间的利用率，可以提高数据的查询效率，也可以做数字签名来保障数据传递的安全性。 所以 Hash算法被广泛地应用在互联网应用中。2、Hash 算法在安全加密中的应用 MD5 加密算法MD5 加密算法是一个被广泛应用的加密算法，是一个不可逆的算法， 不可通过密文反推出明文， 在很多场景下都应用了MD5 加密算法保证数据安全。密码保护：在我们登录一个互联网应用时，会输入账号和密码。 之后系统对比数据库中的账号和密码，如果一致，则会成功登录。如果数据库中直接存储明文账号和密码，一但数据库被他人或单位窃取，他人或单位便可登录任意一个账号，进行不法操作。 目前大多数互联网应用都是采取对密码进行 MD5 加密操作，将加密后的密文存储到数据库中。 当用户再次登录时，对密码再次进行 MD5 加密， 用加密后的密文与数据库中保存的密文进行对比，一致则会登录成功，如果不法分子窃取数据库，也无法通过密文反推出密码，从而无法登录系统。数字签名：使用网络传送数据时，很可能被他人劫持，甚至篡改报文。这样的后果很严重，因为错误的指令可能会使系统崩溃或者带来严重的财产损失， 使用数字签名可以较好地解决此问题。 在传递报文时，可以约定某种方式，比如在报文末尾加入某些字符，然后将报文与添加的字符一起进行 MD5 加密，得到一个数字签名，将数字签名和报文一起发送至服务端。服务端接收到报文和数字签名后，按照约定在报文后添加某些字符串，进行 MD5 加密，然后与接收到的数字签名进行对比，一致则认为没有被篡改， 不一致则舍弃这次请求。 如果有人在中途篡改报文，则得到的数据签名一定不一致，并且相差很大，这就保证了数据的安全性。3、HashMap 的原理HashMap 是 Java 语言中非常常用的一种数据结构，它能够极大的提高数据的查询效率。传统的数据存储一般为随机存储或者顺序存储， 当我们需要查询一个数据时， 可能要遍历很多的元素才能够找到我们需要的数据，这样的效率极低。后来人们在存储数据时， 将数据的编号和数据的位置存储在一张“记录表”中。当我们需要查询某数据时，可以直接从这张表中获取数据所处的位置。 搜索“记录表”比遍历所有数据的性能高了很多，但是同样存在很多的问题。比如我们需要为这张表专门开辟一块存储空间，当数据量很大时，表的占用空间也是相当恐怖的，这需要付出高昂的硬件代价。 并且当表中的数据很庞大时，搜索表的速度也会很慢，性能还是不能满足要求。 除了以上两点问题，最重要的一点是：当许多线程同时查询数据时，它们都要查询这张表，这样会造成表的读写压力骤增，很可能导致服务器崩溃。 所以这种方法试用于小规模应用，不适用于大数据量的应用。HashMap 是存储 Key-Value 键值对的一种较为高效的容器。 Key 可以认为是数据的一种标志，比如学生的学号，Value 是需要使用和保存的数据，比如学生的名字。HashMap 在存储数据时，会对 Key 值进行 Hash 运算，得出一个结果，然后把键值对存储在这个结果对应的位置。 当我们需要查询数据时，HashMap会再次对 Key 值进行 Hash 运算，得到数据的位置，这样我们就可以直接去该位置获取我们的数据了。可以看出，HashMap 在查询数据时， 不需要对数据进行遍历，通过 Key 值可以直接得出数据所在的位置，查询效率极高。并且 HashMap 不需要开辟一块存储空间来存放数据和数据所在的位置，非常节约硬件空间。HashMap 的 Hash 算法不能保证每一个 Key 值都能得到一个唯一的 Hash 结果。 有可能出现 Key1 和 Key2 经过 Hash 运算后得到一个相同的值，这种情况叫做“Hash 碰撞”。 但是 Hash 碰撞的概率不是很大，即使遇到了 Hash 碰撞，HashMap 也有办法应对。当 Key1 经过 Hash 运算后得到结果位置 A，HashMap 会将Key1-Value1 存储在 A 位置。当 Key2 经过 Hash 运算后得到结果位置同样是 A 时，HashMap 会在 A 位置创建一条链表， 并且将Key2-Value2 放置在链表的第一个位置， 将之前的 Key1-Value1放在 Key2-Value2 之后。 当之后查询 Key1 或者 Key2 时，会找到A 位置， 然后遍历 A 位置的链表， 直到找到相应的数据。HashMap 认为最新加入的数据被再次使用的概率更大， 所以会把新插入的数据放在链表的第一个位置，这样遍历的时候能够最先被找到。 虽然发生了 Hash 碰撞后需要遍历链表，但是碰撞发生的概率不大， 即使发生， 遍历的数据量也很小， 所以HashMap 的查询效率依然很高。4、Hash 算法需要具备的特性好的 Hash 算法需要具备以下几个特点：4.1 运算快速好的 Hash 算法需要保证在有限的时间和有限的资源的情况下，计算出 Hash 值。 使用 Hash 算法是为了提高安全或是提高查询效率，如果计算 Hash 值会消耗大量的时间和资源，即使提高了安全或查询效率， 都是得不偿失的。 所以运算快速是Hash 算法一个非常基础的要求。4.2 逆向推导困难Hash 算法虽然不能够完全保证无法通过 Hash 值倒推回明文。 但是好的 Hash 算法是要求具备逆向推导困难这个特性的。因为如果不法分子劫持了报文和数字签名，通过数字签名倒推出明文，不但他们可以破解 Hash 算法，而且还能够获得系统的密钥，这样是十分危险的。 但是如果需要花费一个月甚至一年196万方数据