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09909691ba
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# 简介
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字典是redis数据库最基本的结构,其本质结构是hash,用来存储键值对的一种数据结构,Redis本身就是K-V数据库,
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整个数据库就是用字典存储的,对于Redis数据库的增、删、改、查操作,实际上都是对字典结构的操作。
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## hash函数
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对于字典来讲,计算key的hash比较重要,下面是Redis内核里面使用的计算的hash方法: [siphash](./siphash.md)
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```c
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static uint8_t dict_hash_function_seed[16];
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uint64_t dictGenHashFunction(const void *key, size_t len) {
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return siphash(key,len,dict_hash_function_seed);
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}
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```
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`dictGenHashFunction`函数的主要作用是将任意长度的字符串,计算siphash的值,siphash是一个无符号整型数据。
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在Redis当中将任意key转换为无符号整数类型,当作hash结构的下表使用。
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## hash冲突
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Redis使用hash结构保存数据,那么无法忽略的一个问题就是hash冲突。和hashmap一样,在键冲突的K-V串联成一个
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list列表,如下图所示:
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![pic](./dict0001.png)
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一般情况下,根据键查找值分为两步:
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- 键通过计算hash值获取索引值,根据索引值找到对应的元素。
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- 判断元素中的键与查找的键是否相等,相等则返回值,否则继续判断下一个元素。
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# 基本操作
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BIN
dict/dict0001.png
Normal file
BIN
dict/dict0001.png
Normal file
Binary file not shown.
After Width: | Height: | Size: 107 KiB |
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dict/siphash.md
Normal file
38
dict/siphash.md
Normal file
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# siphash算法
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SipHash是一个伪随机函数(PRF)系列,为短消息的速度而优化。SipHash算法是由Jean-Philippe Aumasson和Daniel J. Bernstein
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在2012年设计的,可以对hash的DoS攻击的进行防御。
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SipHash算法的特点:
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- 与以前的加密算法相比,如基于通用散列的MACS,在短消息上更简单、更快速。
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- 在性能上与不安全的非加密算法(如fhhash)具有竞争力。
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- 密码学上是安全的,尽管领先的密码学家进行了多个密码分析项目,没有发现弱点。
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- 经过实战检验,在操作系统(Linux内核、OpenBSD、FreeBSD、FreeRTOS)、语言(Perl、Python、Ruby等)、
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库(OpenSSL libcrypto、Sodium等)和应用程序(Wireguard、Redis等)中成功整合。
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作为一个安全的伪随机函数(又称有密钥的哈希函数),SipHash也可以作为一个安全的消息认证码(MAC)。
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但SipHash不是通用的无密钥散列函数(如BLAKE3或SHA-3)意义上的散列。因此,SipHash应始终与秘密密钥一起使用,以确保安全。
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# 变体
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默认的SipHash是SipHash-2-4:它接受一个128位的密钥,进行2轮压缩,4轮最终确定,并返回一个64位的标签。
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变体可以使用不同的轮数。例如,我们提出SipHash-4-8作为一个保守的版本。
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以下版本没有在论文中描述,但为了满足应用的需要而设计和分析的。
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- SipHash-128返回一个128位的标签,而不是64位。有指定轮数的版本是SipHash-2-4-128,SipHash4-8-128,以此类推。
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- HalfSipHash使用32位的字,而不是64位,接受64位的密钥,并返回32位或64位的标签。例如,HalfSipHash-2-4-32有2个压缩轮,4个终结轮,并返回一个32位标签。
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# 安全性
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(Half)SipHash-c-d,c≥2,d≥4,有望为任何具有相同密钥和输出大小的函数提供最大的PRF安全性。
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标准的PRF安全目标允许攻击者访问由攻击者自适应选择的信息上的SipHash输出。
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安全性受到密钥大小的限制(SipHash为128位),因此搜索2s密钥的攻击者有2s-128的机会找到SipHash密钥。
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安全性也受到输出大小的限制。特别是,当SipHash被用作MAC时,如果t是该标签的字节级别大小,盲目尝试2s标签的攻击者将以2s-t的概率成功。
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