算法相关汇总

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数据结构与算法浅析

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数据结构是计算机存储、组织数据的方式。数据结构是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。通常情况下，精心选择的数据结构可以带来更高的运行或者存储效率。数据结构往往同高效的检索算法和索引技术有关。

算法（Algorithm）是指解题方案的准确而完整的描述，是一系列解决问题的清晰指令，算法代表着用系统的方法描述解决问题的策略机制。也就是说，能够对一定规范的输入，在有限时间内获得所要求的输出。如果一个算法有缺陷，或不适合于某个问题，执行这个算法将不会解决这个问题。不同的算法可能用不同的时间、空间或效率来完成同样的任务。一个算法的优劣可以用空间复杂度与时间复杂度来衡量。

网络安全之加密算法

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常见的加密算法可以分为对称加密、非对称加密以及单向加密（哈希算法），这些加密算法大量运用在各种系统和应用中，最常见的是我们访问使用HTTPS的网站流量是经过加密的，密码保存在网站数据库中大多也是经过MD5或者DES加密，而通常不推荐使用可逆的加密算法来加密保存用户登录密码，因为黑客在拿到密钥的情况下可对数据进行还原。

MD5、SHA、SM3 认证算法原理

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MD5（Message-Digest Algorithm 5，信息摘要算法第5版）是计算机广泛使用的散列算法（也称“哈希算法”或“杂凑算法”）之一，采用带密钥的运算时，可同时用于消息完整性检测和消息源身份认证。它是由MD2、MD3和MD4版本一路发展而来，是Ronald Rivest 于1991年设计发布的，用于取代MD4。

SHA（Secure Hash Algorithm，安全哈希算法）主要适用于数字签名，也是一种不可逆的MAC算法，但比MD5算法更加安全。目前它有三种主要的版本，即SHA-0、SHA-1、SHA-2和SHA-3。其中SHA-2和SHA-3版本中又有多种不同子分类，如在SHA-2中又根据它们最终所生成的摘要消息长度的不同又包括SHA-224、SHA-256、SHA-384和SHA-512等几种。

SM3密码杂凑算法是中国国家密码管理局于2010年公布的中国商用密码杂凑算法标准（其实也是哈希算法，或者单向散列算法）。该算法由王小云等人设计，消息分组为512位，经过填充和迭代压缩，生成256位的杂凑值。总体来说，SM3算法的压缩函数与SHA-256的压缩函数具有相似结构，但SM3密码杂凑算法的设计更加复杂。

AES、DES 加密算法原理

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AES（Advanced Encryption Standard，高级加密标准）是美国国家标准与技术研究院（NIST）在2001年建立了电子数据的加密规范。它是一种分组加密标准，每个加密数据块大小固定为128位（16个字节），最终生成的加密密钥长度有128位、192位和256位这三种。

DES（Data Encryption Standard，数据加密标准）是1972年美国IBM公司研制的对称密码体制（加密和解密使用相同的密钥）加密算法，1977年被美国联邦政府的国家标准局确定为联邦资料处理标准（FIPS），并授权在非密级政府通信中使用，随后该算法在国际上广泛流传开来。与AES算法相比，DES的数据块大小为8个字节，而AES的数据块大小为16个字节。DES的密钥长度是64位（其中8位用于校验），而AES的密钥长度是128位（AES算法比DES算法更安全）。DES加密算法的块大小及密钥长度都不能满足现在的安全需求了，所以现在比较少使用这种加密算法，而是使用像AES或者3DES之类更高级的加密算法。

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