1️⃣ 해시(Hash).

해시(Hash)란 컴퓨터 과학에서 주어진 입력 데이터를 고정된 크기의 고유한 값(일반적으로 숫자)으로 변환하는 과정 또는 그 결과 값을 말합니다.

해시는 주로 데이터 검색, 데이터 무결성 검증, 암호화 등에 사용됩니다.

1️⃣ 해시의 개념.

1. 해시 함수(Hash Function)
   • 임의의 길이를 가진 데이터를 고정된 길이의 해시 값으로 변환하는 함수입니다.
   • 해시 함수는 동일한 입력에 대해 항상 동일한 해시 값을 생성해야 하며, 서로 다른 입력에 대해서는 가능한 한 다른 해시 값을 생성해야 합니다.
2. 해시 값(Hash Value)
   • 해시 함수를 통해 생성된 고정된 크기의 출력 값입니다.
     • 이를 해시 코드(Hash Code) 또는 다이제스트(Digest)라고도 합니다.

2️⃣ 해시 함수의 특징.

1. 결정성(Deterministic) : 동일한 입력에 대해 항상 동일한 해시 값을 반환합니다.

2. 효율성(Efficiency) : 해시 함수는 입력 데이터를 빠르게 처리하여 해시 값을 생성해야 합니다.

3. 충돌 저항성(Collision Resistance) : 서로 다른 두 입력이 동일한 해시 값을 갖지 않도록 해야 합니다. 현실적으로 완벽한 충돌 저항성은 불가능하므로, 가능한 충돌을 최소화하는 것이 중요합니다.

4. 역상 저항성(Pre-image Resistance) : 해시 값을 통해 원해의 입력 데이터를 유추하는 것이 어렵거나 불가능해야 합니다.

5. 두 번째 역상 저항성(Second Pre-image Resitance) : 특정 입력과 동일한 해시 값을 갖는 또 다른 입력을 찾는 또 다른 입력을 찾는 것이 어려워야 합니다.

3️⃣ 해시 함수의 용도.

1. 데이터 검색 : 해시 테이블(Hash Table)과 같은 자료구조에서 빠른 데이터 검색을 위해 사용됩니다.

2. 데이터 무결성 검증 : 데이터가 변경되지 않았음을 확인하기 위해 해시 값을 사용합니다. 예를 들어, 파일의 해시 값을 비교하여 파일이 손상되지 않았음을 확인할 수 있습니다.

3. 암호화 및 보안 : 패스워드 저장, 디지털 서명, 메시지 인증 코드(MAC) 등에서 데이터의 무결성과 기밀성을 보장하기 위해서 사용됩니다.

4️⃣ 해시 함수의 예

• SHA-256(Secure Hash Algorithm 256-bit) : 256비트의 해시 값을 생성하는 암호화 해시 함수입니다.

• MD5(Message Digest Algorithm 5) : 128비트의 해시 값을 생성하는 해시 함수로, 현재는 충돌 저항성의 취약성 때문에 보안 용도로는 권장되지 않습니다.

• CRC32(Cyclic Redundancy Check 32-bit) : 데이터 전송 오류 검출을 위해 사용되는 32비트 해시 함수입니다.

🙋‍♂️ 주요 포인트 요약

• 해시(Hash) 는 데이터를 고정된 크기의 고유한 값으로 변환하는 과정입니다.

• 해시 함수는 빠르고 효율적으로 해시 값을 생성하며, 충돌을 최소화하고 역상을 예측할 수 없도록 설계되어야 합니다.

• 해시 함수는 데이터 검색, 무결성 검증, 암호화 등 다양한 용도로 사용됩니다.

💻 해시 함수의 예제 코드

아래는 Java에서 SHA-256 해시 함수를 사용하여 문자열의 해시 값을 생성하는 예제입니다.

import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;

public class Main {

  public static void main(String[] args) {
    String input = "Hello World!";

    try {
      // SHA-256 해시 함수 인스턴스 생성
      MessageDigest digest = MessageDigest.getInstance("SHA-256");

      // 입력 문자열의 해시 값 계산
      byte[] hash = digest.digest(input.getBytes());

      // 해시 값을 16진수 문자열로 변환하여 출력
      System.out.println("Hash value: " + bytesToHex(hash));
    } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }

  // 바이트 배열을 16진수 문자열로 변환하는 함수
  private static String bytesToHex(byte[] bytes) {
    StringBuilder hexString = new StringBuilder();

    for (byte b : bytes) {
      String hex = Integer.toHexString(0xff & b);

      if (hex.length() == 1) hexString.append('0');
      hexString.append(hex);
    }
    return hexString.toString();
  }
}