从 64 位整数到 64 位整数的可逆“散列”函数答案

【问题标题】：Reversible "hash" function from 64-bit integer to 64-bit integer从 64 位整数到 64 位整数的可逆“散列”函数
【发布时间】：2015-12-25 18:46:11
【问题描述】：

我需要的是一个可逆函数，它将一个 long（64 位整数）转换为另一个 long 数字，其方式是对用户来说似乎是“随机的”（但实际上是确定性的），因此 3 个后续数字被转换为 3 个彼此完全不同的数字。

这很容易做到，但不可逆，但当涉及到这部分时，它变得相当困难。

基本上它和Reversible hash function? 是同一个问题，但我需要超过 2^32 个不同的值。

有什么想法吗？

PS：我打算用 Java 写，但问题本身就很笼统。

【问题讨论】：

是的。只需按照他们对另一个问题所做的操作，但要使用 64 位而不是 32 位。
哈希/校验和是一条单行道。它们被设计为不可逆转的。您正在寻找密码。

标签： algorithm combinations

【解决方案1】：

这些是分组密码的基本要求，通常使用 Feistel 结构实现：https://en.wikipedia.org/wiki/Feistel_cipher

创建低 32 位的哈希并将其异或到高 32 位
交换低 32 位和高 32 位
重复几次。

【讨论】：

【解决方案2】：

您可以使用任何 64 位分组密码（例如 DES），对“散列”使用加密，对“反向散列”使用解密。

【讨论】：

【解决方案3】：

如果您不关心安全性并且您只需要在视觉上随机化数字，那么一个非常快速的解决方案是在代码中使用带有固定密钥的简单 XOR。要取回它，只需用这个“秘密”密钥再次 XOR。

如果您对安全性感兴趣，但没有空间限制，您可以使用更大的密钥（例如滑动异或）甚至OTP。 Here 是 OTP 的 Java 示例。

我还应该强调以下两种情况，其中已经提出的使用某些对称加密算法（甚至是简单的 XOR 或 OTP）的解决方案可能无法按预期工作。

如果我们需要维护号码的符号
如果我们需要保持数字的大小（例如，我有一个 5 位数字，我想显示它的可逆随机 5 位版本（或至少接近其大小 (4-6)）

为支持上述要求，仅适用于所需位的基于策略的修改 XOR/OTP 可能是一个不错的选择。

【讨论】：

如果输入数字之间存在一些二进制关系，它根本不是“随机”的。
是的，我完全同意，您可以应用更复杂的策略来增加随机性，但随机性的水平取决于 OP 想要实现的目标。我指出它只是视觉上的随机，而不是按位；否则答案很明显，你需要一个安全的加密算法！

【解决方案4】：

static long GMULL = 0x9E3779B97F4A7C15L;
static long GDIVL = 0xF1DE83E19937733DL;
static long GADDL = 0x0123456789ABCDEFL;
public static long golden64fwd(long key) {
    key *= GMULL;
    key += GADDL;
    return key;
}

public static long golden64rev(long key) {
    key -= GADDL;
    key *= GDIVL;
    return key;
}

static int GMULI = 0x9E3779B9;
static int GDIVI = 0x144CBC89;
static int GADDI = 0x01234567;
public static int golden32fwd(int key) {
    key *= GMULL;
    key += GADDL;
    return key;        
}

public static int golden32rev(int key) {
    key -= GADDI;
    key *= GDIVI;
    return key;        
}

因此，就哈希属性而言，它充其量只是平均水平。 GMUL[I,N] 是 64 位和 32 位的近似黄金比例。 GDIV[I,N] 是各自的乘法逆模 2^size。 GADD[I,N] 是奇数。有些数字是连续的，它们的“散列”值也非常接近。但我怀疑连续三个。

【讨论】：