مفهوم تابع هش را توضیح دهید.
یک تابع هش یک الگوریتم ریاضی است که یک input یا 'کلید' را می‌گیرد و آن را به یک output با اندازه ثابت تبدیل می‌کند که به آن 'مقدار هش' یا 'کد هش' گفته می‌شود. این output طوری طراحی شده است که برای هر input منحصر به فرد باشد، به طوری که استخراج input اصلی از مقدار هش دشوار باشد.

توابع هش به طور گسترده در علوم کامپیوتر و رمزنگاری استفاده می‌شوند، زیرا روشی سریع و کارآمد برای ایندکس‌گذاری و بازیابی داده‌ها در یک پایگاه داده فراهم می‌کنند. آنها با نگاشت هر رکورد در پایگاه داده به یک مقدار هش یا 'کلید هش' کار می‌کنند که سپس می‌تواند برای یافتن داده در حافظه ذخیره‌سازی مورد استفاده قرار گیرد.

یک تابع هش خوب چندین ویژگی دارد: باید قطعی باشد، یعنی input یکسان همیشه مقدار هش یکسانی تولید کند؛ باید محاسبه آن کارآمد باشد؛ باید تصادم‌های بسیار کمی تولید کند، یعنی input‌های متفاوت باید به مقادیر هش متفاوت منجر شوند؛ و output باید تصادفی به نظر برسد و به طور یکنواخت توزیع شده باشد.

یکی از رایج‌ترین کاربردهای توابع هش در جداول هش است که برای پیاده‌سازی ساختارهای داده مانند دیکشنری‌ها و آرایه‌های انجمنی استفاده می‌شوند. هش‌کردن همچنین در امضاهای دیجیتال و محافظت از رمز عبور استفاده می‌شود، زیرا امکان ذخیره‌سازی امن داده‌ها را بدون افشای input اصلی فراهم می‌کند. به طور کلی، توابع هش به عنوان ابزاری ضروری برای ایندکس‌گذاری و سازماندهی داده‌ها به روشی امن و کارآمد عمل می‌کنند.