Hash 密码散列函数是如何设计的？

在解释了为什么单向散列函数是单向的之后，我想知道如何设计一个散列函数。是的，我知道不使用经过验证和测试的哈希函数是个坏主意，但我仍然想知道设计中什么是重要的，设计过程是什么样的

我熟悉Feistel网络密码，但这些密码必须是可逆的，这对于加密散列非常可怕。是否有某种结构在加密哈希中得到了很好的应用？使其成为单向功能的东西？

目前正在运行，其目标是找到旧的SHA-1和SHA-2功能的替代品。

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您可以获得所有参与其中的算法的白皮书（参见第2轮提交）。描述了许多不同的哈希函数，以及它们的优点和问题。

哈希函数的“单向性”不容易计算。通常，哈希函数在很长一段时间内都能经受住加密社区的审查，从而显示出良好的质量。您可以查看一些已发布的针对现有哈希函数的攻击，并尝试设计一个专门避免这些攻击的哈希函数，但即使这样，它也可能被证明对另一种新攻击很弱

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作为一个非常好的起点，我建议大家阅读NIST竞赛（参见tanascius的答案）。

哈希函数和其他加密函数都是用非常强大的数学概念创建的。它们中的大多数都是构建的，因此不一定无法对它们进行反向/解密，但根据当前计算机的性能，这样做是不可行的。这就是为什么以前认证的DES和MD5算法现在已经过时的原因。既然如此，我建议您首先阅读与加密哈希函数相关的数学概念。哪一个是？我会把这个留给比我更有知识的人：）

首先你应该读一读。这本书的全称是《应用密码学手册》

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接下来，我建议您查看现有哈希函数的分析。例如，Skein是SHA-3最强大的竞争对手之一。Skien's包含了大量关于如何构造和安全的文档。

你应该从这本书开始，它是一本关于设计各种晶片算法的全面介绍性教科书。

密码学家Bart Preneel的博士论文是对这门学科的一个很好的概述：

只需丢弃部分结果，即可将密码转换为哈希函数。虽然这不是生成散列函数的最快方法，而且在可能需要双射散列函数的情况下（例如，一个函数将接受128位的输入并产生128位的输出，这样每个可能的输出值都会出现在某些输入中），它肯定不起作用，但它应该适用于多种用途

我能自己表述的唯一类型的双射单向函数是（128->128的例子）：

将全零输入映射到全零输出。

对于任何其他输入，加载一个带所有1的线性反馈移位寄存器，将输入解释为128位移位计数，并运行移位器进行如此多的计数（请注意，这并不需要实际执行2^128步！）。

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反转单向散列需要解决离散日志问题。对于大量的位，这确实是一个困难的问题，但不幸的是，我相信有一些方法可以解决n=128的问题。我怀疑使用大于2的基数，并使用xor以外的基本运算，可能会提高方法的强度，但我不知道如何分析这些调整以确保函数是双射的。

您可以从基本的数学单向运算开始，例如模（%）运算符。然后将其扩展到位单向运算符，并扩展到模糊性和模糊性。这可能更适合于or。