哈希函數(Hash)對我而言是個熟悉卻又陌生的老朋友，因為在開發各種系統與遊戲的人生中，一直少不了它的陪伴，但始終沒有親手實作這些函數。

Hash Function的中文名字有很多個，音譯是哈希函數，數學稱散列函數，在電腦科學叫雜湊函數。

Hash能幹啥

常見的Hash函數有MD5、SHA-1、SHA-2、SHA-3等。不過不管是哪種演算法，Hash的目標只有一個，就是把一個任意長度的資料壓縮成固定長度的資料，並且保證這個壓縮的結果有下面兩個特性，

1. 不同資料壓出來的結果會不一樣（抗碰撞）。
2. 無法由壓出來的資料去反推原本資料的內容（不可逆）。

不過目標歸目標，實際上真的要達到一對一的原資料和壓縮資料是很困難的。MD5雖然經由MD2和MD4發展而來，在一段時間中都很勝任Hash給的任務，但在1996年後被證實可以加以破解，所以後來又發展了SHA系列的Hash函數。

這裏所謂的破解，並不是真的有方法可以在看到MD5壓過的資料就能反推回去原本資料長的樣子。

MD5最後壓縮出來的結果是一個16byte的資料，轉換成16進位後是32個字元，最多就是 種可能，所以破解Hash的方法，就是想辦法用各種資料去MD5一下，湊齊MD5所有可能產出的結果，把這個結果儲存成一張表。以後只要看到有個人的密碼被Hash成32位的字串，我只要去查個表，就知道用哪個密碼可以產生出同樣的Hash字串，那不就可以駭入別人的帳號？當然我是絕對不會去這樣做就是了。

不過現在的網站在Hash的時候都會加鹽(salt)，也就是在Hash前，先把原密碼加上一些秘密字串再去Hash。如此一來，即使查表法也沒辦法破解密碼了。

雖然MD5存在著一些缺陷，但是因為MD5的效率高，以我們製作遊戲的目的，MD5就能滿足我們絕大部分的需求，所以後面的文章都是以MD5為例來說明。對MD5不放心的同學也可以自己改成SHA2之類的演算法，反正都是套用現成的函式庫，沒什麼差別。

SHA-1也被證實能被破解（google在2018年幹的好事），而SHA-2使用的是和SHA-1同樣的演算法，只是長度較長較難破解。

遊戲可以怎麼玩Hash

今天的文章不會有程式範例，純粹是啟發同學們如何使用Hash的靈感，所以請大家放輕鬆看下去。

明天會延伸Hash這個主題，同學們若想看使用Hash的範例程式，可以等著明天的示範專案。

產生連線玩家的ID

在玩家連線進入遊戲後，伺服器就會給玩家這次登入連線的ID識別代碼。這個識別代碼可以由MD5來幫忙產生。

let playerID = MD5.hash(user.account + Date.now() + Math.random());

CG提供的MD5函式庫的原始碼是來自著名的Joseph Myers's high-performance function

因為我們給MD5.hash()的參數是唯一的（玩家的帳號各自不同，也不太可能同一個玩家在準準同一時刻登入兩次，最後再加一個亂數來掛保證），所以得到的playerID也是唯一的，而且這個ID只會有固定32個字元，是不是很好地應用了MD5的特性呀！

玩家上傳的檔案

我們可以把玩家上傳的圖像、音樂、文件都用MD5.hash()出一個字串，然後把檔案連同這個Hash字串上傳到伺服器。在伺服器上可以用這個Hash字串檢查玩家有沒有盜用別人的圖像，因為同一張圖Hash出來的字串會一樣。

存檔時也可以使用Hash字串作為檔名，避免使用玩家自訂的檔名。因為從不同系統上傳的檔案，有可能包含各種奇奇怪怪編碼的檔名，讓檔案管理變複雜。

驗證同步資料的內容

連線遊戲的時候，在其中一位玩家把訊息發出去之前，遊戲先將整個訊息用MD5.hash()一下，並綁在訊息內容的後面再傳出去。

另外一台電腦上的玩家收到這則訊息後，把這則訊息的內容也用MD5.hash()一下，比對這個hash的結果和訊息夾帶的hash是否相同。如果發現這兩個hash不一樣，那就表示這則訊息在傳遞的過程中被人篡改了。

儲存遊戲進度

同樣的道理，在儲存遊戲進度後，有些玩家會找到儲存進度的檔案（在網頁遊戲中，可能是cookie或localStorage)，然後進行數字篡改。這時，如果進度檔裏面有著把進度Hash出來的字串，那這些取巧的玩家就無法得逞了。

博奕遊戲的莊家

在博奕遊戲中，假設電腦是莊家，抽了一張牌叫玩家猜是哪張。玩家猜了是紅心A，結果莊家翻開後是黑桃三。這時玩家就會開始大吵大鬧說電腦作弊「一定是我先猜了，你才換牌秀給我看。」

那麼，把時間拉回遊戲前，如果在莊家抽牌之後，遊戲先用MD5.hash()取得這張牌的Hash字串，並公開給玩家看，再請玩家猜牌。等玩家猜完之後莊家翻牌，這時再比對一下這張牌的Hash和之前玩家看到的Hash是不是一樣，就可以確定莊家有沒有作弊了。

由以上的例子中，同學們是不是可以感覺得到，這個Hash還真的挺有前途的。Hash防碰撞以及不可逆的兩個特性，還能如何在遊戲裏發揮，就等著同學們在下次製作遊戲的過程裏露一手了。