SHA-1需要多长时间才能创建散列？

Question

大约需要多长时间，以及创建SHA-1数据散列需要多少处理能力？这取决于原始数据大小是否有很大差异？生成一个标准HTML文件的散列要比字符串“blah”长得多吗？ C++，Java和PHP如何比较速度？

Answer 1

你已经问了很多问题，所以希望我可以尝试依次回答每个问题。对于固定大小的数据块重复应用加密或解密例程，SHA-1（以及许多其他被设计为加密强度高的哈希）是基于加密或解密例程的。因此，当计算长字符串的散列值时，该算法比计算小字符串的散列值的时间成比例地多。在数学上，我们说使用SHA-1时，散列长度为N的字符串的运行时间为O（N）。因此，对HTML文档进行哈希处理所花费的时间应比对字符串“blah”进行哈希处理所花的时间要长，但只能按比例进行。它不会花费更长的时间来完成散列。在速度方面比较C++，Java和PHP，这是危险的领域，我的答案可能会被爆炸，但一般来说 C++比Java略快，它比PHP稍快。如果写得不好，用这些语言中的一种编写的散列实现可能会大大超越其他语言。但是，你不应该担心这一点。通常认为实施自己的散列函数，加密例程或解密例程是一个糟糕的主意，因为它们通常容易受到side-channel attacks的攻击，攻击者可以通过在实现中使用通常极其难以预料的错误来破坏安全。如果您想使用良好的散列函数，请使用预编写的版本。与手工操作相比，它可能会更快，更安全，并且不易出错。

最后，我建议不要使用SHA-1。 SHA-1存在已知的加密弱点，您应该考虑使用强大的散列算法，例如SHA-256。

希望这会有所帮助！

Answer 2

密码散列函数的“速度”通常在“每个字节的clock cycles”中进行测量。看到这个page已经过时的比较 - 你可以看到实现和架构如何影响结果。结果变化很大程度上不仅是因为使用了算法，而且它们在很大程度上还取决于处理器体系结构，实施质量以及实施是否高效地使用硬件。这就是为什么一些公司专门创建硬件，特别适合尽可能有效地执行某些密码算法的确切目的。一个很好的例子是SHA-512，虽然它在比SHA-256更大的数据块上工作，但人们可能倾向于认为它应该比在较小输入上工作的SHA-256执行速度慢 - 但SHA-512尤其如此非常适合64位处理器，有时甚至比SHA-256更好。

所有现代哈希算法都在处理固定大小的数据块。它们对块执行固定数量的确定性操作，并对每个块执行此操作，直至最终获得结果。这也意味着您的输入时间越长，操作所需时间越长。根据刚刚解释的特征，我们可以推断操作的长度与消息的输入大小成正比。数学计算机科学地说，我们把它当作一个O（n）操作，其中n是消息的输入大小，正如templatetypedef已经指出的那样。

你不应该让哈希的速度影响你选择的编程语言，所有现代哈希算法真的很快，无论语言如何。尽管基于C的实现会比Java稍微好一点，但它实际上可能会比PHP稍微快一点，但我打赌在实践中你不会知道它的差别。

Answer 3

SHA-1通过64字节的块处理数据。因此，散列长度为n字节的文件所需的CPU时间大致等于处理一个块所需的CPU时间的n/64倍。对于短字符串，必须先将字符串转换为字节序列（SHA-1在字节上工作，而不是在字符上）;字符串"blah"将变为4或8个字节（如果分别使用UTF-8或UTF-16），那么它将被散列为一个块。请注意，从字符到字节的转换可能比散列本身花费更多的时间。在我的PC（x86 Core2,2.4 GHz，64位模式）上使用来自sphlib的纯Java SHA-1实现，我可以以132 MB/s的带宽散列长消息（这是使用单个CPU核心）。请注意，这超出了普通硬盘的速度，所以当哈希大文件时，磁盘可能会成为瓶颈，而不是CPU：散列文件所需的时间将是所需的时间读取文件从磁盘。

（另外，使用C语言编写的本机代码，SHA-1速度上升到330 MB /秒。）

SHA-256被认为是广泛更安全比SHA-1，和一个纯Java实现的我的PC上SHA-256的速度为85 MB/s，速度仍然很快。截至2011年，不建议使用SHA-1。