Hash算法在C++加密中的应用

哈希算法（Hash Algorithm）是一种将任意长度的数据映射到固定长度输出的单向函数

1. 密码存储：在保存用户密码时，通常不会直接存储明文密码，而是存储其哈希值。当用户输入密码时，系统会计算输入密码的哈希值并与存储的哈希值进行比较。这样可以保护用户的密码不被泄露。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. 文件完整性检查：哈希算法可以用于检查文件在传输或存储过程中是否被篡改。通常，文件在发送前计算其哈希值并附加到文件末尾。接收方可以计算文件的哈希值并与附加的哈希值进行比较，以验证文件的完整性。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. 数据一致性：在分布式系统中，为了确保数据的一致性，可以使用哈希算法对数据进行分片或分区。这样，当数据发生变化时，只需要重新计算受影响的分片的哈希值，而不是整个数据集的哈希值。这可以提高系统的性能和可扩展性。

总之，哈希算法在C++加密中有广泛的应用，可以用于密码存储、文件完整性检查和数据一致性等方面。在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的哈希算法，并确保使用安全的实现方式。