What is a hash function and what algorithms/protocols do you know?

Хеш-функция — это функция, которая принимает на вход данные произвольного размера и возвращает фиксированного размера строку (хеш), которая однозначно (или почти однозначно) характеризует исходные данные.

Основные свойства хеш-функций:

• Детеминированность: одинаковый вход — одинаковый выход.
• Быстрота вычисления.
• Невозможность восстановить исходные данные по хешу (односторонность).
• Минимизация коллизий (разных входов с одинаковым хешем).

Известные алгоритмы и протоколы:

• MD5 — устаревший, не рекомендуется из-за уязвимостей.
• SHA-1 — также считается небезопасным для криптографических целей.
• SHA-2 (SHA-256, SHA-512) — широко используемые современные алгоритмы.
• SHA-3 — новейший стандарт, альтернативный SHA-2.
• HMAC — механизм построения MAC на основе хеш-функций для аутентификации сообщений.
• bcrypt, scrypt, Argon2 — хеш-функции, адаптированные для хеширования паролей с защитой от атак перебором.

Применение хеш-функций:

• Проверка целостности данных.
• Хранение паролей.
• Цифровые подписи.
• Структуры данных (хеш-таблицы).

Пример на Go для вычисления SHA-256:

import (
    "crypto/sha256"
    "fmt"
)

func main() {
    data := []byte("example data")
    hash := sha256.Sum256(data)
    fmt.Printf("SHA-256: %x\n", hash)
}