找回密码
 立即注册

QQ登录

只需一步,快速开始

门户 百科 查看内容
  • QQ空间
  • 回复
  • 收藏

学习区块链过程中的高频概念:哈希函数

admin 2019-12-01

想进一步了解区块链技术和比特币的小伙伴,不得不翻越技术的围墙,从技术的角度,“睁眼”看看区块链世界里第一个杀手级成功应用比特币,看看中本聪为什么能被称为外星人等等,而提到区块链的技术这就不得不提到,学习区块链技术经常被使用到的一个知识——哈希函数。

哈希函数是一种从任何一种数据中创建小的数字指纹的方法。哈希函数把消息或数据压缩成摘要,使得数据量变小,将数据的格式固定下来。该函数将数据打乱混合,重新创建一个叫做散列值的指纹。

百度百科和维基百科真有别称的话,应该叫(专业到让人)看不懂百科。给哈希函数一个简洁的白话定义:哈希函数是一系列复杂的但输出值位数固定的数学变换。

变换不能乱变换,要照着如下过程来:

1、任何长度的内容(数据)
2、经过这系列复杂但固定的数学变换后
3、会输出一个固定长度和格式的数据(数值)
脚注:数学领域会用 H() 表示这经过变化后输出的数值,中文名叫消息摘要或数字指纹。

比如,在比特币中,公钥生成地址时用到的哈希函数 SHA256,后面的“256”的意思是输出是固定 256 位长度的数据。


这数学变换不是任意变换都能被称之为哈希函数,一个数学变换要升级为哈希函数必须符合三个条件:唯一性、单向性、暴力求解:

1、哈希函数的唯一性

直观的理解就是:只有输入 X,才能得到H(X)。理解这个特性时,可以把哈希函数理解成你和你的指纹,你是输入,你的指纹是输出,唯一性就是指只有你才能有你的指纹,在比特币里就是指,你转账用的比特币地址,只有你的公钥才能生成,就像你的指纹是独一无二的一样,世界上没有任何其他人能生成和你一样的转账地址。

2、哈希函数的单向性

哈希函数的单向性是指H(X)是无法反向推导X。
如果给你一个指纹,仅有一个指纹的你,是绝对想象不出指纹的主人到底是男是女,到底长什么样,只能知道这是个指纹。

哈希函数的单向性可以用一个不准确但十分形象的类比来直观理解——来猜猜下巴的主人是谁?

这 Man 味十足的迷人下巴主人是白宇?是张震?还是赵又廷?

谜底揭晓:是我们喜爱的坤坤,不是蔡徐坤,而是乡村 F4 谢广坤↓

因为哈希函数的单向性,所以在比特币里,即使我们的收款地址是公开的,但是没人能知道我们生成收款地址的公钥是什么,更无法知道生成公钥的私钥是什么。

市面上有一种言论说,量子计算机的出现会让比特币一文不值,但现在你应该知道,即使量子计算机出现可,目前也难以攻破哈希函数,哈希函数是中本聪为比特币设置的一道安全锁,希望比特币有充足的时间升级到抗量子的加密算法。

3、哈希函数的暴力求解

如果知道哈希值H(X)真想找到输入值 X,只能从源头出发,一个数一个数去尝试,每个数都套到哈希函数里,然后看看输出的哈希值是不是等于H(X)。

就像如果你真想知道某个指纹是谁的指纹,你只能全世界一个个人找过去,去对比每一个手里的指纹和这个指纹,是不是完全相同,没有丝毫偏差。 02 

哈希函数因为这三个特性变成了中本聪手里的利器,帮助他在设计比特币的路上解决了多个难题,在比特币白皮书中,除了简介和结论的 10 个章节里,几乎每个章节都能看到哈希函数的使用。

用哈希函数的唯一性用来防止作假——数字签名
用哈希函数的唯一性来提升效率——默克尔树检索交易记录
用哈希函数的单向性用来保密——公钥生成比特币的地址
用哈希函数的暴力求解来设计比特币的工作量证明——当范围足够大的时候,拿着指纹去找指纹拥有人是不可能的事情,但如果把范围缩小呢,比如在一个只有几百万人的城市里找,难度就会小很多,这就是比特币的挖矿难度调整机制,想要难度高一点那就把范围扩大一点,想要难度低一点就把范围缩小一点。

1953 年哈希函数出现,1970 年哈希函数蓬勃发展,2001 年 SHA-256 出现,在 2008 年时,哈希函数却在中本聪手里被玩出了花,成为了区块链技术里不可撼动的基石。

从这个角度看,多少让人理解了为什么专家和大牛都忍不住夸赞中本聪天才,甚至怀疑中本聪是不是外星人。

至此,虽然比特币白皮书中技术原理你只是懂了一个基础知识哈希函数,但这一点都不妨碍你理解了比特币白皮书里 50%想要表达的内容。

来自: 白话区块链
文章点评
相关文章

热门货币

恒星币XLM
恒星币XLM

恒星币(Stellar),一个由前瑞波币(Ripple)创始人Jed McCaleb

柚子币EOS
柚子币EOS

EOS (Enterprise Operation System)是由 Block.one公司主导开发

比特币BTC
比特币BTC

比特币(BitCoin)的概念最初由中本聪在2009年提出,根据中本聪的

新经币NEM
新经币NEM

新经币(New Economy Movement,缩写 NEM),是一种点对点虚拟货币

艾达币ADA
艾达币ADA

ADA,中文称为艾达币,是Cardano项目的产物,Cardano项目发起于2

交易平台

火币网
火币网

火币网成立于2013年,是中国最大的比特币(btc)、莱特币(ltc)、以

火币pro
火币pro

火币全球专业站,是火币全球旗下服务于全球专业交易者的创新数字

OkCoin国际
OkCoin国际

okcoin国际站是全球着名的数字资产交易平台之一,主要面向全球用

币安Binance
币安Binance

币安交易平台是由赵长鹏(CZ)领导的一群数字资产爱好者创建而成

库币网
库币网

库币网就是以“区块链”为核心上线的数字资产交易平台。库币数字

币圈大佬

V神:以太坊创始人
V神:以太坊创始人

萌萌的天才少年Vitalik Buterin,圈内人一般称他为V神。这个94年

中本聪:比特币创始人
中本聪:比特币创始人

中本聪,比特币创始人,谜一样的人物。2008年中本聪在互联网上一

李笑来:中国比特币首富
李笑来:中国比特币首富

李笑来,原新东方名师,中国比特币首富,著名天使投资人,比特基

老猫:硬币资本联合创始人
老猫:硬币资本联合创始人

老猫,硬币资本联合创始人,现为Bigone交易所的CEO。巴比特专栏

沈波:分布式资本创始人
沈波:分布式资本创始人

沈波,分布式资本合伙人,分布式资本是中国最大的专业投资区块链