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¿Se puede utilizar CRC32 como función hash? (3)

CRC32 funciona muy bien como un algoritmo hash. El objetivo de un CRC es realizar una secuencia de bytes con el menor número posible de colisiones. Dicho esto, hay algunos puntos a considerar:

Los CRC no son seguros. Para hash seguro, necesita un algoritmo mucho más computacionalmente costoso. Para un hasher de cubo simple, la seguridad generalmente no es un problema.
Diferentes sabores CRC existen con diferentes propiedades. Asegúrese de utilizar el algoritmo correcto, por ejemplo, con el polinomio hash 0x11EDC6F41 (CRC32C), que es la elección óptima para propósitos generales.
Como una compensación de velocidad / calidad hash, la instrucción x86 CRC32 es difícil de superar. Sin embargo, esta instrucción no existe en las CPU antiguas, así que ten cuidado con los problemas de portabilidad.

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Mark Adler proporcionó un enlace a un artículo útil para la evaluación de hash por Bret Mulvey. Usando el código fuente provisto en el artículo, ejecuté la "prueba de cubo" para CRC32C y Jenkins96. Estas tablas muestran la probabilidad de que una distribución verdaderamente uniforme sea peor que el resultado medido solo por azar. Entonces, los números más altos son mejores . El autor consideró 0.05 o más bajo para ser débil y 0.01 o más bajo para ser muy débil. Confío completamente en el autor en todo esto y solo estoy informando los resultados.

Coloqué un * por todas las instancias en las que CRC32C se desempeñó mejor que Jenkins96. Por este simple recuento, CRC32C era un hash más uniforme que Jenkins96 54 de 96 veces. Especialmente si puede usar la instrucción x86 CRC32, la compensación de rendimiento de velocidad es excelente.

CRC32C (0x1EDC6F41) Uniform keys Text keys Sparse keys Bits Lower Upper Lower Upper Lower Upper 1 0.671 *0.671 *1.000 0.120 *0.572 *0.572 2 *0.706 *0.165 *0.729 *0.919 0.277 0.440 3 *0.878 *0.879 *0.556 0.362 *0.535 *0.542 4 0.573 0.332 0.433 0.462 *0.855 0.393 5 0.023 *0.681 0.470 0.907 0.266 0.059 6 *0.145 *0.523 0.354 *0.172 *0.336 0.588 7 0.424 0.722 0.172 *0.736 0.184 *0.842 8 *0.767 0.507 *0.533 0.437 0.337 0.321 9 0.480 0.725 *0.753 *0.807 *0.618 0.025 10 *0.719 0.161 *0.970 *0.740 *0.789 0.344 11 *0.610 0.225 *0.849 *0.814 *0.854 *0.003 12 *0.979 *0.239 *0.709 0.786 0.171 *0.865 13 *0.515 0.395 0.192 0.600 0.869 *0.238 14 0.089 *0.609 0.055 *0.414 *0.286 *0.398 15 *0.372 *0.719 *0.944 0.100 *0.852 *0.300 16 0.015 *0.946 *0.467 0.459 0.372 *0.793

Y para Jenkins96, que el autor del artículo consideró un excelente hash:

Jenkins96 Uniform keys Text keys Sparse keys Bits Lower Upper Lower Upper Lower Upper 1 0.888 0.572 0.090 0.322 0.090 0.203 2 0.198 0.027 0.505 0.447 0.729 0.825 3 0.444 0.510 0.360 0.444 0.467 0.540 4 0.974 0.783 0.724 0.971 0.439 0.902 5 0.308 0.383 0.686 0.940 0.424 0.119 6 0.138 0.505 0.907 0.103 0.300 0.891 7 0.710 0.956 0.202 0.407 0.792 0.506 8 0.031 0.552 0.229 0.573 0.407 0.688 9 0.682 0.990 0.276 0.075 0.269 0.543 10 0.382 0.933 0.038 0.559 0.746 0.511 11 0.043 0.918 0.101 0.290 0.584 0.822 12 0.895 0.036 0.207 0.966 0.486 0.533 13 0.290 0.872 0.902 0.934 0.877 0.155 14 0.859 0.568 0.428 0.027 0.136 0.265 15 0.290 0.420 0.915 0.465 0.532 0.059 16 0.155 0.922 0.036 0.577 0.545 0.336

¿Se puede utilizar CRC32 como función hash? ¿Algún inconveniente para este enfoque? ¿Alguna cancelación comercial?

No sé por qué Mark Adler dijo que "crc32 distribuye mal los bits de entrada al hash". No hay un solo bit en el hash crc32 que sea exactamente igual a los bits de entrada. Cualquier bit del hash es una combinación lineal de los bits de entrada. En segundo lugar, crc siempre asigna el mismo número de secuencias de entrada a un valor hash determinado. Por ejemplo, si tiene un mensaje de 1000 bits de longitud, después de crc32, siempre puede encontrar 2 ^ (1000-32) secuencias que producen un valor de hash dado, ni más ni menos.

Si no necesita la función de seguridad, crc puede servir como hash perfectamente.

En realidad, creo que otras funciones hash no seguras pueden ser más simples que crc, si necesita tener un crc más largo, por ejemplo crc-256.

Obviamente podrías, pero no deberías. Un crc32 distribuye pobremente los bits de entrada al hash. Además, ciertamente nunca debería usarse como un hash de un solo sentido, ya que no es uno. Es muy fácil modificar un mensaje para producir un crc dado.

Use un algoritmo hash diseñado para el propósito que tiene en mente, sea lo que sea.