まあ、あなたはウィキペディアでそれを調べることができます...しかし、説明が欲しいので、私はここで最善を尽くします：
ハッシュ関数
これらは、任意の長さの入力と（通常）固定長（またはより短い長さ）の出力との間のマッピングを提供します。単純なcrc32から、MD5やSHA1 / 2/256/512などの本格的な暗号化ハッシュ関数まで、何でもかまいません。重要なのは、一方向のマッピングが行われていることです。すべての関数は入力可能な出力よりも小さい出力を生成するため、それは常にmany：1マッピングです（つまり、常に衝突が発生します）（可能なすべての1mbファイルをMD5にフィードすると、大量の衝突が発生します）。
それらを元に戻すのが難しい（または実際には不可能）理由は、内部での動作方法にあります。ほとんどの暗号化ハッシュ関数は、入力セットを何度も繰り返して出力を生成します。したがって、入力の固定長の各チャンク（アルゴリズムに依存）を見ると、ハッシュ関数はそれを現在の状態と呼びます。その後、状態を反復処理して新しい状態に変更し、それをフィードバックとして使用します（MD5は、これを512ビットのデータチャンクごとに64回実行します）。次に、これらのすべての反復の結果の状態を何らかの形で組み合わせて、結果のハッシュを形成します。
ここで、ハッシュをデコードする場合は、最初に、与えられたハッシュをその反復状態に分割する方法を理解する必要があります（データのチャンクのサイズよりも小さい入力の可能性、より大きな入力の場合は多くの場合）。次に、各状態の反復を逆にする必要があります。さて、これは非常に困難である理由、推測しようと想像を説明するaとb以下の式：10 = a + b。の10の正の組み合わせがaあり、bそれは機能します。今度はそのループを何度もループします。tmp = a + b; a = b; b = tmp。64回の反復の場合、10 ^ 64を超える可能性があります。そして、これは、いくつかの状態が反復ごとに保存される単純な追加です。実際のハッシュ関数は、1つ以上の操作を実行します（MD5は4つの状態変数で約15の操作を実行します）。また、次の反復は前の状態に依存し、現在の状態を作成するときに前の状態が破棄されるため、特定の出力状態につながる入力状態を特定することはほぼ不可能です（反復ごとに）。それを組み合わせると、多数の可能性が伴うため、MD5をデコードする場合でも、ほぼ無限（ただし無限ではない）のリソースが必要になります。リソースが多すぎて
暗号化機能
それらは、任意の長さの入力と出力の間の1：1マッピングを提供します。そして、それらは常にリバーシブルです。注意すべき重要なことは、それが何らかの方法を使用して可逆的であるということです。そして、それは与えられたキーに対して常に1：1です。これで、同じ出力を生成する可能性のある複数のinput：keyペアがあります（実際には通常、暗号化機能に応じて存在します）。優れた暗号化データは、ランダムノイズと区別がつきません。これは、常に一貫した形式の優れたハッシュ出力とは異なります。
ユースケース
値を比較したいが、プレーンな表現を保存できない場合（さまざまな理由で）は、ハッシュ関数を使用します。セキュリティ上の理由からプレーンテキストを保存したくないので（そうすべきではないので）、パスワードはこのユースケースに非常によく適合します。しかし、海賊版音楽ファイルのファイルシステムをチェックしたい場合はどうでしょうか？音楽ファイルごとに3 MBを保存するのは現実的ではありません。そのため、代わりに、ファイルのハッシュを取得して格納します（md5は3MBではなく16バイトを格納します）。そうすれば、各ファイルをハッシュして、格納されているハッシュのデータベースと比較するだけです（再エンコード、ファイルヘッダーの変更などのため、実際にはうまくいきませんが、これは使用例です）。
入力データの妥当性をチェックする場合は、ハッシュ関数を使用してください。それは彼らが設計されたものです。入力が2つあり、それらが同じであるかどうかを確認する場合は、両方をハッシュ関数で実行します。入力サイズが小さい場合、衝突の確率は天文学的に低くなります（適切なハッシュ関数を想定）。これがパスワードに推奨される理由です。32文字までのパスワードの場合、md5には4倍の出力スペースがあります。SHA1には、約6倍の出力スペースがあります。SHA512の出力スペースは約16倍です。パスワードが何であるかは特に気にせず、保存されているパスワードと同じであるかどうかを気にします。そのため、パスワードにはハッシュを使用する必要があります。
入力データを元に戻す必要があるときはいつでも暗号化を使用してください。「必要」という単語に注意してください。クレジットカード番号を保存している場合は、いつか元に戻す必要がありますが、プレーンテキストは保存したくありません。代わりに、暗号化されたバージョンを保存し、キーをできるだけ安全に保管してください。
ハッシュ関数は、データの署名にも最適です。たとえば、HMACを使用している場合、既知の送信されていない値（シークレット値）と連結されたデータのハッシュを取得して、データの一部に署名します。したがって、プレーンテキストとHMACハッシュを送信します。次に、受信者は送信されたデータを既知の値でハッシュし、送信されたHMACと一致するかどうかを確認します。同じであれば、秘密の価値のない当事者によって改ざんされていないことがわかります。これは一般に、HTTPフレームワークによる安全なCookieシステム、およびデータの整合性をある程度保証したいHTTPを介したデータのメッセージ送信で使用されます。
パスワードのハッシュに関する注意：
暗号化ハッシュ関数の重要な機能は、作成が非常に速く、逆にするのが非常に困難/遅いことです（そのため、実際には不可能です）。これはパスワードに問題を引き起こします。を保存するとsha512(password)、レインボーテーブルやブルートフォース攻撃に対する防御策を講じていないことになります。覚えておいてください、ハッシュ関数はスピードのために設計されました。したがって、攻撃者がハッシュ関数を使用して辞書を実行し、各結果をテストするのは簡単です。
ハッシュに未知のデータを少し追加するため、ソルトを追加すると問題が解決します。したがって、に一致するものを見つける代わりmd5(foo)に、既知のソルトに追加したときに生成されるものを見つける必要がありますmd5(foo.salt)（これは非常に困難です）。しかし、それでも速度の問題は解決しません。なぜなら、もし彼らがソルトを知っていれば、それはただ辞書を実行することの問題だからです。
したがって、これに対処する方法があります。一般的な方法の1つは、キー強化（またはキーストレッチ）と呼ばれます。基本的に、ハッシュを何度も繰り返します（通常は数千回）。これは2つのことを行います。まず、ハッシュアルゴリズムの実行速度が大幅に低下します。次に、正しく実装されている場合（各反復で入力とソルトを渡す）、出力のエントロピー（利用可能なスペース）が実際に増加し、衝突の可能性が減少します。簡単な実装は次のとおりです。
var hash = password + salt;
for (var i = 0; i < 5000; i++) {
hash = sha512(hash + password + salt);
}
以下のような他の、より標準的な実装がありPBKDF2、bcryptのは。しかし、この手法は、かなりの数のセキュリティ関連システム（PGP、WPA、Apache、OpenSSLなど）で使用されています。
一番下の行は、hash(password)十分ではありません。 hash(password + salt)優れていますが、それでも十分ではありません...ストレッチハッシュメカニズムを使用してパスワードハッシュを生成します...
ささいなストレッチに関する別の注意
1つのハッシュの出力をハッシュ関数に直接フィードバックしないでください。
hash = sha512(password + salt);
for (i = 0; i < 1000; i++) {
hash = sha512(hash); // <-- Do NOT do this!
}
この理由は、衝突に関係しています。可能な出力スペース（可能な出力の数）は入力スペースよりも小さいため、すべてのハッシュ関数には衝突があることに注意してください。理由を確認するために、何が起こるかを見てみましょう。これを始めるために、衝突の可能性が0.001％あると仮定しましょうsha1()（実際にははるかに低いですが、デモ目的のためです）。
hash1 = sha1(password + salt);
現在、hash1衝突の確率は0.001％です。ただし、次を実行するとhash2 = sha1(hash1);、のすべての衝突はhash1自動的にの衝突になりhash2ます。これで、hash1のレートは0.001％になり、2回目のsha1()呼び出しで追加されます。したがって、現在、hash2衝突の確率は0.002％です。それは2倍のチャンスです！各反復は0.001%、結果に別の衝突の機会を追加します。したがって、1000回の反復で、衝突の可能性はわずかな0.001％から1％に跳ね上がりました。これで、劣化は線形になり、実際の確率ははるかに小さくなりますが、効果は同じです（との単一の衝突の可能性の推定は、md5約1 /（2 128）または1 /（3x10 38）。それは小さいように見えますが、誕生日の攻撃のおかげで、実際にはそれほど小さくはありません）。
代わりに、ソルトとパスワードを毎回追加することで、データをハッシュ関数に再導入します。したがって、特定のラウンドの衝突は、次のラウンドの衝突ではなくなります。そう：
hash = sha512(password + salt);
for (i = 0; i < 1000; i++) {
hash = sha512(hash + password + salt);
}
ネイティブsha512関数と同じ衝突の可能性があります。あなたが望むのはそれです。代わりにそれを使用してください。
