比特币:三分钟读懂什么是哈希函数：三大特性及应用

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。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。

媒体：萨尔瓦多2020年GDP不到比特币市值三分之一:金色财经报道，据半岛电视台消息，萨尔瓦多将比特币定为法币后仍需面临诸多问题，主要原因是萨尔瓦多是一个小国，其2019年的国内生产总值为269亿美元，而在2020年，因新冠危机产生的负面影响，该国的国内生产总值减少至246亿美元，只占到比特币市值的27%左右。另外还需要关注萨尔瓦多应对比特币价值波动的能力，许多公民可能并不喜欢使用比特币进行交易，尽管法律规定了接受该货币的义务，但是人们的利益会因此面临更多的风险。[2021/9/10 23:14:14]

58学院TIM：未来加密货币市场可能形成矿业 交易所和机构三分天下的布局:12月31日下午5点，58学院第二十八期AMA《如何布局2021加密货币市场》邀请到了58学院高级研究员TIM做客直播间，在谈到传统金融机构成为加密市场的新主力所带来的影响时，TIM表示，传统金融机构进场加密货币领域已是不争的事实：MicroStrategy拿出了4.25亿美元投资比特币；全球支付平台PayPal宣布提供加密货币交易服务，用户能直接从PayPal账户购买，持有和出售加密货币；而Grayscale的比特币信托市值也已经超过了82亿美元，占比特币总量的2.38%。随着传统金融机构在加密市场的不断布局和加密市场本身的极速扩张和成长，未来加密货币市场可能形成矿业，交易所和机构三分天下的布局。[2020/12/31 16:10:04]

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？

动态 | 最后三分钟 连出两个区块:金色财经直播，BCH硬分叉大战，距离BCH硬分叉仅剩3分钟，连出两个区块，当前区块高度556760。[2018/11/16]

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↓

动态 | 三分之一的墨西哥企业将允许加密货币付款:据cryptonews消息，根据一项新研究，超过三分之一的墨西哥企业表示他们已经开始使用一种新系统，该系统很快就会允许他们接受加密货币的付款。普华永道墨西哥报告称，作为该公司2018年更大的全球信息安全状况调查的一部分，它发现其调查的墨西哥公司中有38％表示他们希望开始使用加密货币作为一种付款方式。与此同时，33％的公司表示他们已经开发或采用了允许他们处理加密货币交易的薪酬平台。[2018/11/15]

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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