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CRYPT:科普 | 区块链技术不可撼动的基石:哈希函数_Crypto Arcade Punk

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这是白话区块链的第1887期原创?作者|复利青年出品|白话区块链

比特币作为加密行业第一个成功的应用,自诞生以来受到越来越多的关注。不过一旦深入一点了解比特币背后的技术,哈希函数就是绕不开的概念,那么哈希函数到底是什么?

维基百科是这么说的:

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。

欧易OKEx将于3月18日推出DeFi系列科普视频:据欧易OKEx官方消息显示,欧易OKEx将正式推出DeFi系列科普视频《欧易DeFi20讲》,本系列节目由欧易OKEx亚太区CEO马克金主讲。该视频首期将于3月18日11:00(HKT)推出,用户可以在欧易OKEx官方学院、金色财经观看。

《欧易DeFi20讲》主要包含DeFi入门指南、全景解读DeFi生态及如何参与DeFi三个篇章,可以轻松使用户了解DeFi原理,洞察DeFi价值,掌握DeFi热点,更多详情请关注欧易OKEx官方学院。[2021/3/18 18:55:59]

变换不能乱变换,要照着如下过程来:

1、任何长度的内容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

动态 | 浙江卫视节目科普支付宝区块链防伪溯源产品:昨日,在浙江卫视播出的科普综艺栏目《智造将来》现场,支付宝首次展示了支付宝区块链防伪溯源产品,以接地气的方式公开向大众展示区块链在生活中的应用。[2019/3/4]

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

动态 | 美国演说家Anthony Robbins开始科普什么是比特币:美国演说家安东尼·罗宾(Anthony Robbins)在自己的网站上发布了一篇比特币的科普文章,并在推特上向自己的粉丝介绍什么是比特币,目前他的推特账户共有粉丝304万人。[2019/1/1]

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。

金色财经独家分析 监管机构、媒体、业界提示风险 区块链科普道阻且长:新华社今日发文表示,近来“区块链”类案件频发,不法分子以“投资虚拟货币周期短、收益高、风险低”为借口,取用户信任并诱使其转账进行投资。无独有偶,同日消息,腾讯手机管家安全专家也提醒此类风险,并从技术上提出防建议。在美国,监管机构警示加密货币欺诈现象普遍承诺高收益而不披露潜在风险。金色财经独家分析,不法分子假借新技术之名进行,一方面是抓住民众趋利的心理,一方面反映出区块链科普的欠缺。区块链是新兴科技和底层技术并有改变社会生产关系的潜力,应该进行系统性的科普教育,当前,部分大学已经开始设置了区块链课程,但对于普通民众仍然有科普的需求,人们应该了解到系统和正确的知识,不仅要了解区块链的好,也要明确局限和弊端,以在高收益的诱惑下,保持清醒客观。[2018/4/11]

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。

END

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