哈希算法
Hash算法是密码学基础，较常用的是MD5系和SHA系的散列算法结构
最重要的两条特性为不可逆和无冲突
但是这两条特性在数学上是不成立的
不可逆即不可能反向推出哈希码所对应的明文内容，但是既然明文对应密文，非动态，那么就一直可以推出明文，在算法上利用穷举法或者彩虹表可以反解出明文内容因为一个函数必然可逆，且由于HASH函数的值域有限，理论上会有无穷多个不同的原始值，它们的hash值都相同，就是一个密文对应无限明文。
无冲突不算是真的无冲突，密文对应明文，但是密文根据算法的不同，有限制规定的长度，而明文是无限的，所以是有可能发生哈希碰撞的
MD5和SHA做到的，是求逆和求冲突在计算上不可能，也就是正向计算很容易，而反向计算即使穷尽人类所有的计算资源都做不到。
哈希加密算法 MD5,SHA-1,SHA-2,SHA-256,SHA-512,SHA-3,RIPEMD-160等
引用自
MD5算法
MD5即Message-Digest Algorithm 5（信息-摘要算法 5），用于确保信息传输完整一致。是计算机广泛使用的散列算法之一（又译摘要算法、哈希算法），主流编程语言普遍已有MD5实现。 将数据（如汉字）运算为另一固定长度值，是散列算法的基础原理，MD5的前身有MD2、MD3和MD4。
MD5一度被广泛应用于安全领域。但是由于MD5的弱点被不断发现以及计算机能力不断的提升，现在已经可以构造两个具有相同MD5的信息[2]，使本算法不再适合当前的安全环境。目前，MD5计算广泛应用于错误检查。例如在一些BitTorrent下载中，软件通过计算MD5和检验下载到的碎片的完整性。
MD5是输入不定长度信息，输出固定长度128-bits的算法。经过程序流程，生成四个32位数据，最后联合起来成为一个128-bits散列。基本方式为，求余、取余、调整长度、与链接变量进行循环运算。得出结果。
SHA-1哈希加密算法
SHA-1在许多安全协议中广为使用，包括TLS和SSL、PGP、SSH、S/MIME和IPsec，曾被视为是MD5（更早之前被广为使用的散列函数）的后继者。
但SHA-1的安全性如今被密码学家严重质疑。
SHA-2哈希加密算法
SHA-224、SHA-256、SHA-384，和SHA-512并称为SHA-2。
新的散列函数并没有接受像SHA-1一样的公众密码社区做详细的检验，所以它们的密码安全性还不被大家广泛的信任。
虽然至今尚未出现对SHA-2有效的攻击，它的算法跟SHA-1基本上仍然相似；因此有些人开始发展其他替代的散列算法。
SHA-3哈希加密算法
SHA-3，之前名为Keccak算法，是一个加密杂凑算法。
SHA-3并不是要取代SHA-2，因为SHA-2目前并没有出现明显的弱点。
由于对MD5出现成功的破解，以及对SHA-0和SHA-1出现理论上破解的方法，NIST感觉需要一个与之前算法不同的，可替换的加密杂凑算法，也就是现在的SHA-3。
RIPEMD-160哈希加密算法
RIPEMD-160 是一个 160 位加密哈希函数。
它旨在用于替代 128 位哈希函数 MD4、MD5 和 RIPEMD。
RIPEMD 是在 EU 项目 RIPE（RACE Integrity Primitives Evaluation，1988-1992）的框架中开发的。
引用自新浪微博
Hash算法将任意长度的二进制值映射为较短的固定长度的二进制值，这个小的二进制值称为哈希值。哈希值是一段数据唯一且极其紧凑的数值表示形式。如果散列一段明文而且哪怕只更改该段落的一个字母，随后的哈希都将产生不同的值。要找到散列为同一个值的两个不同的输入，在计算上是不可能的，所以数据的哈希值可以检验数据的完整性。一般用于快速查找和加密算法。
再引入一个hash表概念，计算机数据结构中，给定一个表M，关键字key，存在函数H(key)，对任意给定的关键字值key，代入函数后若能得到包含该关键字的记录在表中的地址，则称表M为hash表。
简单理解hash算法就是这一种单向的加密，一个明文加密称为密文，不可逆推，只有加密过程，没有解密过程。说明了hash函数和hash表的概念，那么目前常用的hash算法有MD5（已被破解），SHA系列算法（比特币中使用sha-256算法）。SHA这里稍微提下（secure hash algorithm）这不是一个算法，这是一个hash函数集，现在有sha-224、sha-256、sha-384、sha-512等算法。在09年中本聪设计比特币的时候，当时sha-256被认为最安全的算法之一，故选择了sha-256，到目前为止还没有被破解。
解释到这里，可能会联想到，hash算法中key在计算后如果出现了同一位置，冲突的产生，这里简单说下几种冲突处理，如有兴趣可以查看hash算法论文。
1.拉链法：这种方法可以完全避免冲突，将所有关键字为同义词的结点链接在同一个单链表中。若选定的散列表长度为m，则可将散列表定义为一个由m个头指针组成的指针数组t[0..m-1]。凡是散列地址为i的结点，均插入到以t为头指针的单链表中。t中各分量的初值均应为空指针。在拉链法中，装填因子α可以大于1，但一般均取α≤1。
2.多哈希法：设计两种以上的hash函数，避免冲突，这个感觉比较不靠谱，但是从概率上来说多种hash函数还是降低了冲突的出现。
3.开放地址法：开放地址法有一个公式：Hi=(H(key)+di) MOD m i=1,2,…,k(k<=m-1），其中，m为哈希表的表长。di 是产生冲突的时候的增量序列。如果di值可能为1,2,3,…m-1，称线性探测再散列。如果di取1，则每次冲突之后，向后移动1个位置.如果di取值可能为1,-1,4,-4,9,-9,16,-16,…kk,-kk(k<=m/2），称二次探测再散列。如果di取值可能为伪随机数列。称伪随机探测再散列。
Hash算法函数根据分类：加法hash、位运算hash、乘法hash、除法hash、查表hash等。
区块链中的哈希解读
因为区块链技术作为比特币的底层技术之一，目的是用于保证数字货币在交易环节中的安全性。
在徐明星的图说区块链中以一种图解更直观的形式这样说道
结合区块链，在区块链中很多地方都用到了hash函数：
1.区块链中节点的地址、公钥、私钥的计算。以地址为例：公钥经过一次SHA256计算，再进行一次RIPEMD160计算，得到一个公钥哈希（20字节\160比特），添加版本信息，再来两次SHA256运算、取前4比特字节，放到哈希公钥加版本信息后，再经过base58编码，最终得到地址。
2.merkle tree：是数据结构中的一种树结构，可以是二叉树，也可以是多叉树，他和数据结构中树的特点几乎一致，和普通树不同的是：merkle tree上的叶节点存放hash计算后的hash值，非叶节点是其对应的子节点串联的字符串的hash值。用于区块头和SPV认证中。
3.比特币中的挖矿，工作量证明（pow），计算的其实就是一个nonce，当这个随机数和其他散列过的数据合并时，产生一个比规定目标小（target）值。挖矿也可以理解一种快速不可逆的计算。SHA256(SHA256(version + prev_hash + merkle_root + ntime + nbits + x )) < TARGET。
4.比特币中的bloom filter布隆过滤器，布隆过滤器基于hash函数的快速查找。解决了客户端检索的问题，原理是Bloom filter可以快速判断出某检索值一定不存在于某个指定的集合，从而可以过滤掉大量无关数据，减少客户端不必要的下载量。
简单介绍了HASH算法，和区块链中用到的HASH算法，区块链是多个技术的结合，结合各自特点出现的一种新的技术架构，HASH算法和加密技术为区块链的自证信任化及安全控制提供了基础，算法的碰撞和现在量子计算的发展，之前在区块链的安全性的文章中笔者有过说明，技术不断发展，肯定会有更适合的技术保障应用的实现。
SHA (Secure Hash Algorithm，译作安全散列算法) 是美国国家安全局 (NSA) 设计，美国国家标准与技术研究院 (NIST) 发布的一系列密码散列函数，经历了SHA-0，SHA-1，SHA-2，SHA-3系列发展。NSA于2007年正式宣布在全球范围内征集新新一代（SHA-3）算法设计，2012年公布评选结果， Keccak算法最终获胜成为唯一官方标准SHA-3算法，但还有四种算法同时进入了第三轮评选，分别是：BLAKE, GrøSTL, JH和SKEIN，这些算法其实也非常安全，而且经受审查，被各种竞争币频繁使用。
比特币采用SHA256算法，该算法属于SHA-2系列，在中本聪发明比特币时（2008）被公认为最安全最先进的算法之一。除了生成地址中有一个环节使用了REPID-160算法，比特币系统中但凡有需要做Hash运算的地方都是用SHA256。随着比特币被更多人了解，大家开始好奇中本聪为何选择了SHA256，同时对SHA256的安全性发表各种意见，SHA256妥妥经受了质疑，到目前为止，没有公开的证据表明SHA256有漏洞，SHA256依然牢牢抗住保卫比特币安全的大旗。当然大家心里都明白，没有永远安全的算法，SHA256被替代是早晚的事，中本聪自己也说明了算法升级的必要和过程。
