SHA-256算法

SHA-256是安全哈希算法第二代(SHA-2)家族中的成员,能够将任意长度的输入数据映射为一个固定的256位(即64个十六进制字符)摘要。它由美国国家安全局(NSA)设计,并由美国国家标准与技术研究院(NIST)于2001年发布为标准。

概述

作为一种密码学哈希函数,SHA-256具备单向性和抗碰撞性:从摘要无法反推原始数据,也极难找到两个产生相同摘要的不同输入。哪怕原始数据只改动一个比特,输出摘要也会发生显著且不可预测的变化,这一现象称为雪崩效应。

核心特点

• 输出长度固定为256位,与输入大小无关。
• 计算高效,同一输入始终得到相同结果。
• 抗碰撞、抗第二原像,目前尚无实际可行的攻击方法。
• 不可逆,无法通过摘要恢复原文。

需要强调的是,哈希函数本身不是加密算法,它没有密钥,也不能解密。用于口令存储时,应配合加盐并使用专门的慢速密钥派生函数,而非单纯的SHA-256。

应用场景

SHA-256被广泛应用于数字证书与数字签名、软件完整性校验(比对文件哈希值)、密码存储的组成部分,以及比特币等区块链系统的工作量证明与区块链接。许多系统还用它构建HMAC消息认证码。

常见问题

问:SHA-256被破解了吗?答:截至目前,SHA-256尚无有效的碰撞或原像攻击,被认为是安全的。而其前身SHA-1已被证实存在实际碰撞,已不再推荐使用。

问:能用SHA-256直接存用户密码吗?答:不建议。SHA-256速度太快,易被暴力破解或彩虹表攻击。存储密码应使用bcrypt、scrypt或Argon2等加盐的慢速算法。