Hash算法在C++加密中的應用

哈希算法（Hash Algorithm）是一種將任意長度的數據映射到固定長度輸出的單向函數

1. 密碼存儲：在保存用戶密碼時，通常不會直接存儲明文密碼，而是存儲其哈希值。當用戶輸入密碼時，系統會計算輸入密碼的哈希值并與存儲的哈希值進行比較。這樣可以保護用戶的密碼不被泄露。常用的哈希算法包括bcrypt、scrypt和Argon2等。

#include <iostream>
#include <string>
#include <openssl/sha.h>

std::string sha256(const std::string &input) {
    unsigned char hash[SHA256_DIGEST_LENGTH];
    SHA256_CTX sha256;
    SHA256_Init(&sha256);
    SHA256_Update(&sha256, input.c_str(), input.size());
    SHA256_Final(hash, &sha256);

    std::stringstream ss;
    for (int i = 0; i < SHA256_DIGEST_LENGTH; ++i) {
        ss << std::hex << std::setw(2) << std::setfill('0') << static_cast<int>(hash[i]);
    }
    return ss.str();
}

int main() {
    std::string password = "my_password";
    std::string hashed_password = sha256(password);
    std::cout << "Hashed password: " << hashed_password << std::endl;
    return 0;
}

2. 文件完整性檢查：哈希算法可以用于檢查文件在傳輸或存儲過程中是否被篡改。通常，文件在發送前計算其哈希值并附加到文件末尾。接收方可以計算文件的哈希值并與附加的哈希值進行比較，以驗證文件的完整性。常用的哈希算法包括MD5、SHA-1和SHA-256等。

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
#include <openssl/md5.h>

std::string md5(const std::string &input) {
    unsigned char digest[MD5_DIGEST_LENGTH];
    MD5((unsigned char *)input.c_str(), input.size(), (unsigned char *)&digest);

    std::stringstream ss;
    for (int i = 0; i < MD5_DIGEST_LENGTH; ++i) {
        ss << std::hex << std::setw(2) << std::setfill('0') << static_cast<int>(digest[i]);
    }
    return ss.str();
}

int main() {
    std::ifstream file("example.txt", std::ios::binary);
    if (!file) {
        std::cerr << "Error opening file" << std::endl;
        return 1;
    }

    std::string file_data((std::istreambuf_iterator<char>(file)), std::istreambuf_iterator<char>());
    std::string file_hash = md5(file_data);
    std::cout << "File MD5 hash: " << file_hash << std::endl;

    return 0;
}

3. 數據一致性：在分布式系統中，為了確保數據的一致性，可以使用哈希算法對數據進行分片或分區。這樣，當數據發生變化時，只需要重新計算受影響的分片的哈希值，而不是整個數據集的哈希值。這可以提高系統的性能和可擴展性。

總之，哈希算法在C++加密中有廣泛的應用，可以用于密碼存儲、文件完整性檢查和數據一致性等方面。在實際應用中，需要根據具體需求選擇合適的哈希算法，并確保使用安全的實現方式。