ハッシュ関数の仕組みを図解で分かりやすく解説

ハッシュ関数とは

ハッシュ関数とは、入力データを一定の手順で計算し、入力値のデータの長さに関わらず、決まった長さの文字列を出力する関数のことです。

ハッシュ関数により得られたデータのことを「ハッシュ値」と呼びます。

ハッシュ関数は、主に検索の高速化やデータ比較処理の高速化、改ざんの検出、パスワードの管理などで利用されています。

例えば、膨大なサイズのファイルが2つあるとします。この2つのファイルが同一の内容であるか比較するとき、端から順にすべてのデータを比較していると時間がかかります。

そこで、ハッシュ関数を用いてハッシュ値に変換し比較することで、データの比較処理を高速化することができます。

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暗号学的ハッシュ関数 （一方向性ハッシュ関数）

ハッシュ関数は、入力データが同じであれば、必ず同じハッシュ値を出力します。

しかし、入力データと出力されるハッシュ値の間には規則性がなく、入力データが少しでも異なればまったく異なるハッシュ値が出力されます。

そのため、ある特定のハッシュ値が得られるような入力データを推測するのは困難であり（弱衝突耐性）、同じハッシュ値となる別の入力データも容易には見つけられない（強衝突耐性）という特性を持ちます。

この特性によりハッシュ値から入力データを推測するのは非常に困難といわれています。

ハッシュ関数は、ハッシュ値への変換は簡単に計算できるが、元に戻すことは非常に困難である「一方向性関数」です。

ハッシュ関数の種類

ハッシュ関数には主に次のような種類があります。