ハッシュ関数

ハッシュ関数 (hash function) とは

ハッシュ関数とは、データから一意となる代表数値を得る操作／処理のための関数です。

任意の長さの入力データから固定長のビット列「ハッシュ値」を出力します。

ハッシュ関数は認証方法として用いられ、「完全性／正真性(integrity)」を確認することができます。

例えば、データやファイルに対する認証を行う場合、データから一意となる値「認証コード」を生成して比較する方法が用いられます。

この一意となる認証コードの生成方法として、ハッシュ関数を利用します。

ハッシュ関数によって生成された認証コードは「ハッシュ値」といいます。

なお、一方向ハッシュ値は「メッセージダイジャスト(Message Digest)」や「フィンガープリント(fingerprint)」と呼ばれます。

ハッシュ値の特性

特徴としては以下が挙げられます。

ハッシュ値から入力データを逆算・推測できない一方向性であること。
入力データに関係なく、ハッシュ値は必ず固定長となる。
同一入力データからは同一ハッシュ値が出力される。
同一ハッシュ値が偶然生成される可能性が極めて低いこと。

一方向性ハッシュ関数(One Way Hash Function)

ハッシュ関数とは、入力情報（メッセージ）から一意となる出力「ハッシュ値」を生成する処理です。

任意のメッセージから衝突（collision）が起こらない一意な値を生成することで、データの完全性を確認することができます。

なお、一方向性とは、メッセージからハッシュ値の生成ができても、ハッシュ値からメッセージの生成ができないことを意味します。

衝突

２つの異なるメッセージが同じハッシュ値になることを衝突といいます。

ハッシュ関数は、メッセージが１ビットでも変化すれば生成するハッシュ値が変化します。

衝突の発生が困難になる性質を「衝突耐性」といいます。

弱衝突耐性とは、ハッシュ値からメッセージを発見することが困難となる性質です。
強衝突耐性とは、ハッシュ値が一致する２つのメッセージを発見することが困難となる性質です。