Xesh funksiyalar
Download 214.95 Kb.
|
Xeshlash
Polinomial xeshlash. Tómende ápiwayı, biraq nátiyjeli xeshlash
algoritmın kórip shıǵamız. Xesh funksiyamizni tómendegishe anıqlaylik: ∑ (1) yamasa 𝑑 (2) bul jerde 𝑡 uzınlıq prefiksi i,-baza, tiykar. 𝑑 simvol kodı. Eger (1) formulanı keńeytirsak, biz N tártipli polinomni alamız. (2) formula xeshni rekursiv formada ornatadı hám kod jazıwda paydalanıladı. Belgiler kodına hám tıykarǵa itibar qaratıw kerek, sebebi bazanı tańlaw kodlarǵa baylanıslı boladı. Kod ASCII kesteindegi belgiler kodı yamasa alfavit degi tártip nomer bolıwı múmkin. Mısalı, eger mashqala hár qanday qatar ingliz álippesiniń tek kishi háriplerinen ibarat bolıwına kepillik beretuǵın bolsa, ol jaǵdayda tártip nomeri belgiler kodları ushın jaqsı múmkinshilik bolıp tabıladı. Simvollar qatardaǵı múmkin bolǵan hár 162 qanday belginiń maksimal kodınan asıp ketiwi kerek hám ádetde tiykarǵı san saylanadı (eger nomerdiń ápiwayılıǵı ushın qatań talaplarǵa juwap bermegen sonda da ). Mısalı, 31, 37 hám basqalar tiykarları anglichan kishi háriplerdiń qatarları ushın juwap beredi. Soǵan qaramay, sonı atap ótiw kerek, biz xeshni hesh qanday cheklamaymiz, bul xeshlash tariypiga zid bolıp tabıladı. Bunday halda, eki shıǵıw usılı ámeldegi: modul boyınsha bolıw ámelinen yamasa uzın arifmetikadan paydalanıw. Birinshi variant uzın arifmetikaga iye bolmaǵan tillerde keń qollanıladı. Bunnan tısqarı, xesh saqlanatuǵın pútkil sanlı maǵlıwmatlar túri bul bóliniwdi avtomatikalıq túrde ámelge asıradı (túrlerdiń kóbeyiwi nátiyjesinde qosımsha bıytlar avtomatikalıq túrde joǵaladı ). Nátiyjede biz sheklengen xeshlar kompleksin alamız, biraq taǵı kolliziya qáwipi bar. Bunnan tısqarı, kóp polinomli xeshni " buzıw" múmkinshiligı bar. Ekinshi variantda kolliziya múmkinshiligı tómenlew. Biraq, úlkenlew xeshlar kompleksin qollap-quwatlaw, qosımsha yad hám eki xeshni salıstırıwlaw ushın zárúr bolǵan waqtın talap etedi, bul ápiwayı maǵlıwmatlardı salıstırıwlawdan kóre tezirek. Mısalı, qatardı anglichan kishi háriplerden ibarat dep shama etemiz. Tómende 37 nomerin tiykar etip alamız. ………………………………………………………………………………………… Jaylastırıw usılı (xeshlashtirish) maǵlıwmatlar strukturasında element jaylasqan orındı tez anıqlawǵa jóneltirilgen usıl bolıp tabıladı. Jaylastırıw usılında maǵlıwmatlar ápiwayı dızbek retinde kórsetilgen boladı. Elementti kestege qosıwdan aldın onıń adresi xesh-funksiya arqalı anıqlanadı : A = h (K), bul jerde K - gilt, A - keste degi element adresi bolıp, 0 A N-1, shárt orınlı boladı. F xesh-funksiya dep R kiretuǵın elementler kompleksin keri bolmaǵan pútkil sanlar kompleksi Z ga awdarma jasawǵa aytıladı. Z:F (r) =n, rϵR, nϵZ. Xesh-adreslew bul xesh-funksiya bahalar tarawin qanday da bir maǵlıwmatlar dızbekiniń yacheykasi adresi retinde paydalanıwdan ibarat. Ol halda maǵlıwmatlar dızbeki ólshemi paydalanılıp atırǵan xesh-funksiyanıń bahalar tarawine sáykes keliwi kerek. Túrli A1, A2, A3 identifikatorlar ushın uyqas túrde n1, n2, n3 xeshfunksiya bahaları tuwrı kelsin. n1, n2, n3 adreslerge uyqas yacheykalarda A1, A2, A3 identifikatorlar haqqında maǵlıwmat jaylanadı. A3 identifikatorni qıdırıwda n3 adres ma`nisi esaplanadı hám tiyisli keste yacheykasidan maǵlıwmatlar saylanadı. Kolliziya júz beriwin pútkilley aldın alatuǵın, jaqsı xesh-funksiyanı qurıw múmkinbe? Anıqki, pútkilley kolliziyaga uchramasligi ushın xesh-funksiyanıń xar bir nátiyjelik ma`nisi unikal bolıwı kerek. Kolliziya mashqalasın sheshiw ushın túrli usıllardı qóllaw múmkin. Olardan biri “rexeshlash” metodı esaplanadı. Bul metodqa kóre, A element ushın xesh-funksiya arqalı esaplanǵan h (A) adresi bánt bolǵan yacheykani kórsetsa, ol jaǵdayda n1=h1 (A) funksiya ma`nisin esaplaw zárúr hám n1 adreske tiyisli yacheykani bandligini tekseriw kerek. Eger n1 xam bánt bolsa, ol jaǵdayda h2 (A) baha esaplanadı, nátiyjede bos yacheyka torilguncha yamasa hi (A) náwbettegi baha h (A) menen uyqas kelgunga shekem dawam etedi. Aqırǵı xolatda identifikatorlar kestesi tolǵan hám bos jay basqa joq degen qátelik tuwrısında maǵlıwmat beredi. hi (A) funksiyanı esaplawdı eń ápiwayı metodı, onı hi (A) = (h (A) +pi) modNm tiykarında qurıw bolıp tabıladı, bul jerde pi qanday da bir esaplanǵan pútkil san, Nm - identifikatorlar kesteindegi elementlerdiń maksimal sanı. Óz ornında eń ápiwayı usıl pi ni ornına i ni qoyıw boladı. Ol jaǵdayda tómendegi formulanı alamız hi (A) = (h (A) +i) modNm. Bul halda xesh-funksiyanıń birdey bahalarına uyqas kelgen identifikatorlarni jaylaw ushın bos yacheykani qıdırıw logikalıq jaqtan xeshfunksiya h (A) kórsetken orından baslanadı. …………………………………. Xesh ne? Xesh-funksiya maǵlıwmattı málim uzınlıqtaǵı qısqa qatarǵa matematikalıq tárzde ózgertiw bolıp tabıladı. Bul ne ushın kerek? Xesh funksiyalarınan paydalanǵan halda analiz qılıw kóbinese zárúrli operatsion sistema faylları, zárúrli programmalar hám zárúrli maǵlıwmatlardıń pútinligin baqlaw ushın isletiledi. Monıtorıń zárúriyatqa qaray da, úzliksiz túrde de ámelge asırılıwı múmkin. Bul qanday ámelge asırıldı? Birinshiden, qaysı fayllardıń pútkilligin baqlaw kerekligini anıqlań. Hár bir fayl ushın onıń xesh ma`nisi arnawlı algoritm boyınsha esaplanadı hám nátiyje saqlanadı. Kerekli waqıttan keyin soǵan uqsas esap -kitap etiledi hám nátiyjeler salıstırıladı. Eger bahalar basqasha bolsa, fayl daǵı maǵlıwmatlar ózgertirilgen. Xeshlash (geyde " hashing", ingliz xeshlash) - deterministik algoritm járdeminde qálegen uzınlıqtaǵı kirisiw maǵlıwmatlar dızbekin belgilengen uzınlıqtaǵı shıǵıw bıyt qatarına aylandırıw. Bunday transformaciyalar da dep ataladı hash funktsiyaları yamasa konvolyutsiya funktsiyaları, hám olardıń nátiyjeleri dep ataladı hash, hash kodı yamasa xabar juwmaǵı (anglichan) xabar dayjesti). Eger eki qatarda hár qıylı xesh kodları bolsa, qatarlar basqasha bolıwı kepillik beriledi; eger olar birdey bolsa, qatarlar birdey bolıwı múmkin. Xeshlash assotsiativ dızbeklerdi jaratıw, bir qatar maǵlıwmatlar kompleksinde dublikatlarni qıdırıw, maǵlıwmatlar jıynaqları ushın etarlicha kem ushraytuǵın identifikatorlarni jaratıw, saqlaw yamasa uzatıw waqtında tosınarlı yamasa kózkóreki qátelerdi anıqlaw ushın qadaǵalaw jıyındısı, qawipsizlik sistemalarında parollardı saqlaw ushın isletiledi (bul halda kirisiw parollar jaylasqan estelik maydanına, paroldı ózi qayta tiklewge múmkinshilik bermeydi), elektron qoldı jaratıwda (ámelde, kóbinese imzolangan xabardıń ózi emes, bálki onıń xesh suwreti). Ulıwma jaǵdayda, xesh funktsiyası bahaları sanı kirisiw dızbek parametrlerinen kemrek bolǵanlıǵı sebepli derek maǵlıwmatları hám xesh-kod ortasında Birma -bir jazıwmalar joq ; Hár qıylı quramǵa iye kóplegen dızbekler ámeldegi, lekin birdey xesh kodların beredi - dúgilisisler. Dúgilisisler múmkinshiligı xesh funktsiyalarınıń sapasın bahalawda zárúrli rol oynaydı. Hár qıylı ayrıqshalıqlarǵa iye (bıyt tereńligi, esaplaw quramalılıǵı, kriptografik quwat hám basqalar ) kóplegen xeshlash algoritmları bar. Ol yamasa bul xesh-funktsiyanı tańlaw hal qılınıp atırǵan mashqalanıń ayriqsha qásiyetleri menen belgilenedi. Xesh-funksiyalardıń eń ápiwayı mısalları checksum yamasa CRC esaplanadı. Gúrriń
1967 jılda zamanagóy mániste xeshlash Gerbert Xellermanning " Cifrlı esaplaw sistemalarınıń principleri" kitabında eskertip ótilgen. 1968 jılda Robert Morris Robert Morris ) ACM Communications-de xeshlash boyınsha úlken túsindiriwdi baspadan shıǵardı, bul jumıs ilimiy mámilege xeshlash túsinigin kiritiwshi hám ilgeri tek qánigeler jargonida isletilingen " xesh" terminin dúzetuvchi tiykarǵı baspa esaplanadı. 1990 -jıllardıń baslarına shekem orıs tilindegi ádebiyatda Andrey Ershovning jumısı sebepli xeshlash sózi " hashing" atamasına ekvivalent retinde isletilingen. " tártipke salıw", hám dúgilisisler ushın " konflikt" termini isletilingen (Ershov 1956 jıldan beri " tártipke salıw" den paydalanıp atır ; Wirthning 1989 jıldaǵı " Algoritmlar hám maǵlıwmatlar strukturaları" kitapınıń orıs tilindegi basılıwında da " tártipke salıw" termini qollanıladı ). Usıldı orıssha sóz menen ataw da usınıs etildi " okroshka". Biraq, bul variantlardan hesh biri túbir otmagan hám " hashing" termini tiykarınan orıs tilindegi ádebiyatda qollanıladı. .-Xesh funksiyalardıń túrleri Jaqsı xesh funktsiyası eki ózgeshelikke juwap beriwi kerek: Tez esaplań ; Dúgilisisler sanın minimallashtiring Aytaylik, anıqlıq ushın giltler sanı hám xesh funksiyası hár túrlı bahalarǵa iye emes: “Jaman” xesh-funksiyaǵa mısal retinde, sannıń jigirma xanalı kvadratınıń ortasından saylanǵan ush nomerge iye on xanalı natural sanǵa sáykes keletuǵın funksiyanı keltiriwimiz múmkin. Kórinisinden, xesh-kod bahaları " 000" hám " 999" ortasında teń bólistiriliwi kerek, biraq haqıyqıy maǵlıwmatlar ushın bul usıl tek tuymechalarda shep yamasa ońında kóp sanlı nol bolmasa sáykes keledi. Biraq, kóplegen xesh-funksiyalar tiykarlanǵan bir neshe ápiwayı hám isenimli usıllar bar. Bóliniwge tiykarlanǵan xesh funktsiyaları Birinshi usıl - biz xesh retinde bóliniwdiń qalǵan bólegin isletemiz, bul erda barlıq múmkin bolǵan xeshlar sanı : Usınıń menen birge, eger baha jup bolsa, funktsiyanıń ma`nisi jup boladı, eger ol jup bolsa hám toq bolsa - toq bolsa, bul fayllar daǵı maǵlıwmatlardıń sezilerli jılısıwına alıp keliwi múmkin. Bunnan tısqarı, kompyuterdi baza dárejesi retinde isletmang, sebebi xesh kodı oń tárepte jaylasqan nomerdiń tek bir neshe nomerine baylanıslı boladı, bul kóp sanlı dúgilisiwlerge alıp keledi. Ámelde, ádetde, ápiwayı birin tańlaydı - kóbinese bul tańlaw júdá qanaatlanǵan. Eki polinom modulına bóliniwge tiykarlanǵan xeshlash usılı haqqında da búydew kerek. Bul usılda ol da ikkining dárejesi bolıwı kerek hám ekilik giltler () kóp aǵzalılar retinde ańlatpalanadı. Bunday halda, aldınan saylanǵan dárejeli polinomga bóliniwdiń qalǵan bólegi retinde alınǵan polinom koefficiyentleriniń bahaları xesh-kod retinde qabıl etiledi: Tuwrı tańlaw menen bul usıl derlik birdey giltler ortasında dúgilisisler joq ekenligin támiyinleydi. Multiplikativ xeshlash sxeması
Bunday halda, ekilik sanaq sistemasına iye kompyuterde ikkining kúshi hám ónimdiń oń yarımınıń joqarı bıytlarınan ibarat boladı. Bul eki usıldıń abzallıqları qatarında sonı atap ótiw kerek, olar haqıyqıy giltlerdiń tosınarlı emesliginen paydalanadılar, mısalı, eger giltler arifmetik progressiya bolsa (aytaylik, " NAME1", " NAME2" atları izbe-izligi., " NAME3"). Multiplikativ usıl arifmetik progressiyani hár túrlı xesh bahalarınıń shama menen arifmetik progressiyasiga kórsetedi, bul tosınarlı jaǵdayǵa salıstırǵanda dúgilisisler sanın azaytadı. Bul usıldıń bir ózgeriwi altın koefficienttiń qásiyetlerine tiykarlanǵan Fibonachchi xeshingi bolıp tabıladı. Bul erda bawırlas pútkil san menen kóbeytiriledi Ózgeriwshen uzınlıqtaǵı qatarlardı xeshlash
Universal xeshlash Universal xeshlash universal xeshlash ) xeshlash dep ataladı, bunda bir arnawlı xesh-funksiya isletilmaydi, lekin tosınarlı algoritm boyınsha berilgen shańaraqtan tańlaw ámelge asıriladı. Umumjahon xeshlashdan paydalanıw ádetde kem sanlı dúgilisiwlerge alıp keledi. Universal xeshlash kóplegen qosımshalarǵa iye, mısalı, xesh-kestelerdi hám kriptografiyani ámelge asırıwda. Xarakteristika Shama menen oylayıq, biz giltlerdi bos orından nomerlerge ótkerip alıwchimiz. Kirisiwde algoritm aldınan belgisiz bolǵan ólshemli málim maǵlıwmatlar kompleksin aladı. Ádetde, xeshlashning maqseti eń kem sanlı dúgilisiwlerdi aldılarr, bul hár qanday arnawlı xesh funktsiyası járdeminde erisiw qıyın. Bunday mashqalanıń sheshimi retinde universal shańaraq dep atalatuǵın málim bir jıynaqtan tosınarlı funktsiyanı tańlaw múmkin. Dúgilisiwlerdi saplastırıw usılları
hash kestelerinde Xeshlash haqqındaǵı dáslepki jazbalardıń kópshiligi xesh-kesteler degi dúgilisiwlerdi saplastırıw usılları haqqında edi, sebebi xesh funktsiyaları úlken fayllardı qıdırıw ushın isletilingen. Xesh-kestelerde eki tiykarǵı usıl qollanıladı : Shınjır usılı (tuwrıdan-tuwrı bólew usılı ) ashıq adreslew usılı Birinshi usıl - hár bir xesh ma`nisi ushın birden baylanısqan dizimlerdi saqlaw. Dizim birdey xesh-kod ma`nisin beretuǵın giltlerdi saqlaydı. Ulıwma alǵanda, eger bizde giltler hám dizimler bolsa, dizimdiń ortasha kólemi boladı hám xeshlash izbe-iz qıdırıwǵa salıstırǵanda ortasha jumıs kólemin shama menen bir omilga azaytadı. Ekinshi usıl sonnan ibarat, keste dızbeki gilt-baha jupini saqlaydı. Sonday etip, biz siltemelerden pútkilley waz keshemiz hám kerekli gilt yamasa bos jaydı tapmagunimizcha, keste jazıwların kórip shıǵamız. Keste kateklerin skanerlew izbe-izligi zondlar izbe-izligi dep ataladı. Kriptografik duz
Xesh funksiyaların qóllaw Kriptografik xesh funksiyaları Ámeldegi kóplegen xesh-funksiyalar arasında kriptografiyada isletiletuǵın kriptografik qorǵawlanganlarini ajıratıp kórsetiw ádetiy hol bolıp tabıladı, sebebi olarǵa qosımsha talaplar qóyıladı. Xesh-funksiya kriptografik tárepten qawipsiz dep esaplanıwı ushın ol kriptografiyadagi xesh-funksiyalardıń kópshilik qosımshaları tiykarlanǵan ush tiykarǵı talapǵa juwap beriwi kerek: Bul talaplar ǵárezsiz emes: Qaytarılatuǵın funktsiya birinshi hám ekinshi túrdegi dúgilisiwlerge shıdamlı emes.
Xeshlash kóbinese cifrlı qol algoritmlarında qollanıladı, bul erda xabardıń ózi shifrlanǵan emes, bálki onıń xesh-kodı esaplaw waqtın qısqartiradi hám kriptografik quwattı asıradı. Bunnan tısqarı, kóbinese parollar ornına olardıń xesh kodları bahaları saqlanadı. Tekseriw summaları
Esaplaw tezligi boyınsha ol kriptografik xesh-funksiyalarǵa qaraǵanda o'nlab hám júzlegen ret tezirek hám apparattı orınlawda talay ápiwayı. Bunday joqarı tezliktiń bahası kriptografik quwattıń joq ekenligi - xabardı aldınan belgilengen muǵdarǵa maslastırıwdıń ańsat múmkinshiligi. Sonıń menen birge, qadaǵalaw summaları (ádetiy nomer: 32 bıyt) kriptografik xeshlardan (ádetiy nomerler: 128, 160 hám 256 bıyt) kishilew bolıwı ádetiy hol bolıp tabıladı, yaǵnıy eriksiz dúgilisisler júz bolıwı múmkin. Bunday algoritmdıń eń ápiwayı jaǵdayı xabardıń 32 yamasa 16 bitli sózlerge bóliniwi hám olardıń jıyındısı bolıp, ol, mısalı, TCP/IP de qollanıladı. Qaǵıyda jol menende, bunday algoritm ádetdegi apparat qátelerin baqlaw ushın talap etiledi, mısalı, málim bir uzınlıqtaǵı bir neshe izbe-iz qáte bıytlar. Algoritmlar shańaraǵı dep ataladı. " Ciklik artıqsha kodlar" bul talaplarǵa juwap beredi. Bularǵa, mısalı, Ethernet apparatlarında hám ZIP maǵlıwmatların qısıw formatında isletiletuǵın CRC32 kiredi. Mısalı, qadaǵalaw summası tiykarǵı tekst menen birge baylanıs kanalı arqalı uzatılıwı múmkin. Qabıllaw aqırında qadaǵalaw summasın qayta esaplaw hám uzatılǵan baha menen salıstırıw múmkin. Eger saykes emeslik anıqlansa, bul uzatıw buzılǵanlıǵın ańlatadı hám tákirarlawdı talap qılıw múmkin. Bunday halda, xeshlashning xojalıq analogi, háreketlanayotganda, bagaj bólekleri sanı yadta saqlanǵan texnika bolıwı múmkin. Keyin, tekseriw ushın hár bir shamadon haqqında eslep qalıwdıń hájeti joq, lekin olardı esaplaw jetkilikli. Shırpı, qandayda-bir de shamadon joǵalmaganligini ańlatadı. Yaǵnıy, bagaj bólimleri sanı onıń xesh-kodı bolıp tabıladı. Bul usıl uzatılǵan maǵlıwmattı jalǵanlashtirishdan qorǵaw ushın ańsatǵana keńeytiriliwi múmkin (MAC usılı ). Bunday halda, xeshlash tek xabardı jiberiwshi hám qabıl etiwshine málim bolǵan jasırın gilt menen birlestirilgen xabar ústinen kriptografik qorǵawlanǵan funktsiya tárepinen ámelge asıriladı. Sonday etip, kriptoanalitik uslanǵan xabardan kodtı hám xesh ma`nisin tiklay almaydı, yaǵnıy ol xabardı jalǵanlastırıwǵa ılayıq bolmaydı (Eliklew qorǵanıwına qarang). Geometriyalıq xeshlash geometriyalıq xeshlash. Geometriyalıq xeshlash) kompyuter grafikası hám esaplaw geometriyasida tegisliktegi yamasa úsh ólshemli keńislikgi máselelerdi sheshiw, mısalı, noqatlar kompleksinde bawırlas jupni tabıw yamasa birdey suwretlerdi qıdırıw ushın keń qollanılatuǵın usıl. Bul usıl daǵı xesh funktsiyası ádetde málim metrik boslıqtı kirgiziw retinde aladı jáne onı ajratadı hám kletkalar torın jaratadı. Bul halda keste eki yamasa odan artıq indeksli dızbek bolıp, grid faylı dep ataladı.grid faylı ). Geometriyalıq xeshlash kóp ólshewli signallar menen islewde telekommunikaciyalarda da qollanıladı. Maǵlıwmatlardı qıdırıwdı tezlestiriw Xesh-keste - bul forma jupini (gilt, xesh-kod ) saqlawǵa múmkinshilik jaratıwshı hám elementti qıdırıw, kirgiziw hám óshiriw operatsiyaların qollap -quwatlaytuǵın maǵlıwmatlar strukturası. Xesh-kestelerdiń maqseti qıdırıwdı tezlestiriw bolıp tabıladı, mısalı, maǵlıwmatlar bazasında tekst maydanların jazıwda olardıń xesh-kodı esaplanıwı hám maǵlıwmatlardı bul xesh-kodqa sáykes keletuǵın bólimge jaylastırıw múmkin. Keyin maǵlıwmatlardı qıdırıwda birinshi náwbette teksttiń xesh kodın esaplaw kerek boladı hám olardı qaysı bólimde izlew kerekligi tezlik penen málim boladı, yaǵnıy pútkil maǵlıwmatlar bazasın qıdırıw kerek bolmaydı, tek onıń bólimlerinen biri (bul qıdırıwdı sezilerli dárejede tezlestiredi). Bunday halda, xeshlashning úy analogi sózliktegi sózlerdi álippe tártibinde jaylastırıw bolıwı múmkin. Sózdiń birinshi hárıbi onıń xesh-kodı bolıp, qıdırıwda biz pútkil sózlikti emes, bálki tek kerekli harfni kórip shıǵamız. Esletpeler Ádebiyat Bryus Shnayer" Ámeliy kriptografiya. Si tilindegi protokollar, algoritmlar, derek tekstler".- M.: Triumf, 2002 Download 214.95 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: |
ma'muriyatiga murojaat qiling