什么是哈希函数？区块链中使用的哈希函数在哪里？

时间：2022-02-19|浏览：518

1.通过哈希函数的结果，区块链将数据串联成一个难以篡改的连接
2. 比特币、以太币、瑞波币等电子加密货币(题外话，有人说要正名为密码货币)，通过哈希函数产生钱包地址
3. 采矿加密货币（Mining）使用世界Hash Rate: TH/s（trillions of hashes per second）来计算区块链 network的运算能力
4. Bitcoin通过调整哈希函数的难度Bitcoin network平均每10分钟产生一个block内存块。
让我们开始了解哈希函数算法
首先，哈希函数有以下两个特点：
1. 无论传入（input）哈希函数的数据量和哈希函数回传的数据长度固定相同input，回传
2. 相同的output；不同的input，回传不同的output；
换句话说，哈希函数的回传结果(称为hash value），是一个长度一致，但是数据内容却是独一无二（unique）值。所以，如果你看到两者完全不同。hash value，我们可以推断它的原始性input一定不一样；相反，两者是一样的hash value，其原本的input就像两颗豌豆一样。
我们可以用Python内置的SHA-256 Hash Algorithm，展示上述哈希函数的特性

什么是哈希函数？区块链中使用的哈希函数在哪里？
import hashlib
x1=”my 1st Bitcoin”.encode()
y1=hashlib.sha256(x1).hexdigest()
x2=”I am not Satoshi Nakamoto”.encode()
y2=hashlib.sha256(x2).hexdigest()
print(f’y1= {y1}’)
print(f’y2= {y2}’)
print(f’y1 include {len(y1)} words’)
print(f’y2 include {len(y2)} words’)
若未安装Python，可以用下面的网站试试，看看my 1st Bitcoin Hash后面的值使用吗？Python跑出来的值（y1=后串)是一样的:
https://anders.com/区块链/hash.html
加密哈希函数是哈希函数在密码学中的应用。SHA-256是加密哈希函数的实用产品。
哈希函数还有另一个特点:one-way（单向）function
以上述的Python以程序为例，已知input值=”my 1st Bitcoin”，透过sha256 function，可快速计算hash value=”a5e4c0673fcedff2bc2174123e97b511d5d17f4317869e7bd60d0a6d3d7fa1c6”；但反过来说，我们想从”a5e4c0673fcedff2bc2174123e97b511d5d17f4317869e7bd60d0a6d3d7fa1c在这一系列数据中反推出input的值：”my 1st Bitcoin，唯一的办法就是通过暴力解法，也就是不断地把字串扔给sha256 function，直到得到hash value是一样的，即传入input字串为”my 1st Bitcoin只有这样，我们才能得到答案。你能想象猜测的概率有多低？如果你能猜测，你就不必在这里研究内存块链。直接买乐透更快。
通过上述哈希函数的三个特性，区块链构建了内存块链中的数据，一旦写入就无法修改。
你可以去下面的网站体验区块链是如何通过哈希函数紧密连接每个的Block内存块，并牢固保证已建立和完成Block区块的内容很难被篡改。
Base58编码
你可能在一些网站或Blog我见过这些乱码数字。在实际应用中，部落客户或卖家将提供一组非常相似的乱码Bitcoin addresses，给对方支付比特币；Bitcoin addresses，它看起来像一堆英文数字的随机编码，但也有特殊的设计：所有Bitcoin addresses都是使用Base58进行编码。
解释Base先来看看58前比较常见的，比如已经用过了Email上述计算机编码：Base64。Base64编码包含26个小写英文字母，26个大写英文字母，10个阿拉伯数字(0~9)和两个特殊字元( 和-)。
Base58是Base64子集合提供了可读性高、容易发现和防止错误的编码格式，因此被许多加密货币广泛使用。Base58消除了容易识别错误或在某些字体格式中看起来非常相似的字体：数字0，大写英文字母O，英文字母小写l、大写英文字母I，并移除特殊字元( 和-)。换句话说，Base58就是包含了大、小写英文字母，和阿拉伯数字，但移除了四个字元（0，O，l，I）的集合：
Bitcoin’s Base58 alphabet：
123456789ABCDEFGHJKLMNPQRSTUVWXYZabcdefghijkmnopqrstuvwxyz
Hashing Power
粗略估算，Bitcoin network整体的hashing power，2009年不到一秒钟MegaHash（MH/sec），现在一秒钟已经超过40秒了ExaHash（EH/sec），用表面数字计算，生长幅度超过40兆。