什么是 SHA-512 算法？

安全哈希算法 (SHA) 是将数据转换为固定长度哈希值的加密函数，可以将其视为数据的数字“指纹”。 SHA-512 算法是 SHA-2（安全哈希算法 2）家族的一部分，该算法由美国国家安全局 (NSA) 设计，并由美国国家标准与技术研究所 (NIST) 于 2001 年作为美国联邦标准发布信息处理标准 (FIPS PUB 180-4)。

SHA-512 基础知识

SHA-512 生成 512 位（即 64 字节）的哈希值，使其成为 SHA-2 系列中较长的哈希函数之一。与所有加密哈希函数一样，SHA-512 具有一些基本属性：

• 确定性：相同的输入将始终产生相同的输出。
• 计算速度快：对于任何给定的数据，计算哈希值都相对较快。
• 不可逆：你无法从哈希值中推断出原始输入。
• 耐碰撞：在计算上很难找到产生相同哈希值的两个不同输入。
• 雪崩效应：输入的微小变化（甚至翻转单个位）都会产生截然不同的哈希值。

SHA-512 的工作原理

‘

无需深入研究数学，SHA-512 的工作原理如下：

• 初始化：它以从前八个素数的平方根导出的八个初始哈希值开始。
• 预处理：输入消息被填充以确保其长度是块大小的倍数。原始消息（填充之前）的 128 位长度添加到填充消息的末尾。
• Parsing：消息随后被分成 1024 位块。
• 主循环：每个 1024 位块都经过一系列 80 轮处理，这些轮次使用逻辑运算、按位移位和模算术来处理数据。
• Output：处理完所有块后，将得到的 512 位消息摘要作为哈希输出。

实际应用

SHA-512 及其 SHA-2 系列中的同类产品广泛用于各种安全应用程序和协议，包括：

• 数字签名：确认消息或文档的完整性。
• 证书生成：由证书颁发机构 (CA) 用于确保数字证书的安全。
• 密码散列：将密码作为哈希值而不是纯文本存储在数据库中。
• 区块链和加密货币：确保数据完整性和安全性。

Example

为了演示雪崩效应：

让我们以短语“Hello, World!”为例。并计算其 SHA-512 哈希值：

String:你好世界！
SHA-512:2c74fd17edafd80e8447b0d46741ee243b7eb74dd2149a0ab1b9246fb30382f0d8812f1b8e845b7b1c23c01200c58f4bc24887f6c3a50f57f00bae48049df0d7

现在，我们只更改一个字母：

String:你好世界？
SHA-512:687171b20c6f53f01ae57c29964f47564e1a68709310bf37df68093f7f7a0c59bb8bdf8c456cf2e3e5a3df0578fbba12c2eafd51acf7a300eddb80795c9853d8

即使这一微小的变化也会产生截然不同的哈希值，这证明了 SHA-512 算法的敏感性。

结论

与 SHA-2 系列的其他成员一样，SHA-512 算法是现代数字安全不可或缺的一部分。它提供了一种强大而可靠的方法来验证数据完整性，并且可以抵抗早期哈希算法中发现的许多漏洞。它在众多安全应用中的广泛接受和使用凸显了它在密码学领域的重要性。