COM:三分钟读懂什么是哈希函数:三大特性及应用_community

作者|复利青年

出品|白话区块链

想进一步了解区块链技术和比特币的小伙伴,就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,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。

雪碧平台ETF专区每日行情:据雪碧行情显示,雪碧交易平台ETF专区多个币对持续上涨,截至今日19:20(GMT+8),BNB3S/USDT日内涨幅4.96%,OKB3S/USDT日内涨幅2.91%,HT3S/USDT日内涨幅6.04%,DASH3S/USDT日内涨幅11.2%,XTZ3S/USDT日内涨幅4.34%。

据悉,雪碧交易平台成立于2019年,已获得BiKi产业基金战略投资,注册用户约20万,是一家“社区联邦制”的数字资产交易平台。雪碧ETF已开放BNB3L 、BNB3S、OKB3L、HT3L、DASH3L、DASH3S、TRX3L等币种交易。[2020/6/28]

变换不能乱变换,要照着如下过程来:

雪碧平台合约专区每日行情资讯:据雪碧行情显示,雪碧交易平台合约专区多个币对持续上涨,截至今日21:00(GMT+8),BTCUSDT日内涨幅1.43%,ETHUSDT日内涨幅0.63%,EOSUSDT日内涨幅0.15%,BCHUSDT日内涨幅1.21%,BSVUSDT日内涨幅2.01%,XRPUSDT日内涨幅0.42%,LTCUSDT日内涨幅0.54%。

据悉,雪碧交易平台成立于2019年,已获得BiKi产业基金战略投资,注册用户约20万,是一家“社区联邦制”的数字资产交易平台。雪碧合约现已开放BTC、ETH、EOS、BCH、BSV、XRP、ETC、LTC永续合约交易。[2020/6/23]

1、任何长度的内容

雪碧平台ETF专区每日行情资讯:据雪碧行情显示,雪碧交易平台ETF专区多个币对持续上涨,截至今日20:00(GMT+8),BNB3L/USDT日内涨幅7.24%,OKB3S/USDT日内涨幅3.53%,HT3L/USDT日内涨幅0.07%,HT3S/USDT日内涨幅0.02%,DASH3S/USDT日内涨幅1.14%。

据悉,雪碧交易平台成立于2019年,已获得BiKi产业基金战略投资,注册用户约20万,是一家“社区联邦制”的数字资产交易平台。雪碧ETF已开放BNB3L 、BNB3S、OKB3L、HT3L、DASH3L、DASH3S、TRX3L等币种交易。[2020/5/19]

2、经过这系列复杂但固定的数学变换后

BitSG币星杠杆ETF每日行情播报:截至4月20日10:00(GMT+8),杠杆ETF专区BTC3L/USDT当前净值0.117美元,涨幅2.08%;

XTZ3L/USDT当前净值0.062美元,涨幅6.86%;

ETH3L/USDT当前净值0.064美元,涨幅5.57%;

BCH3L/USDT当前净值0.040美元,涨幅4.41%;

XRP3L/USDT当前净值0.044美元,涨幅4.5%;

EOS3L/USDT当前净值0.024美元,涨幅3.82%;

LTC3L/USDT当前净值0.039美元,涨幅3.68%。

ETF全称为Exchange Traded Fund,目前BitSG币星已经上线BTC、ETH、EOS、XRP、BCH、BSV、LTC、ETC等多个币种。[2020/4/20]

3、会输出一个固定长度和格式的数据

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。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。

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mining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。

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