区块链:一文读懂区块链中的哈希函数是如何构造的

MASH-1 (Modular Arithmetic Secure Hash)是一个基于RSA算法的哈希算法，在1995年提出，入选国际标准ISO/IEC 10118-4；MASH-2是MASH-1的改进，把第四步中的2换成了28+1；由于涉及模乘/平方运算，计算速度慢，非常不实用。

分组密码的工作模式是：根据不同的数据格式和安全性要求， 以一个具体的分组密码算法为基础构造一个分组密码系统的方法。

基于分组的对称密码算法比如DES/AES算法只是描述如何根据秘钥对一段固定长度(分组块)的数据进行加密，对于比较长的数据，分组密码工作模式描述了如何重复应用某种算法安全地转换大于块的数据量。

简单的说就是，DES/AES算法描述怎么加密一个数据块，分组密码工作模式模式了如果重复加密比较长的多个数据块。常见的分组密码工作模式有五种：

Binance USD市值被Avalanche超越:金色财经报道， Binance USD市值持续下降，目前已被Avalanche超越。据coingecko最新数据显示，本文撰写时Binance USD已跌至约48.6亿美元，成为市值排名第16大的加密货币，而Avalanche当前市值约为48.8亿美元，位列加密货币市值排名第15位。[2023/6/9 21:26:55]

电码本( Electronic Code Book，ECB)模式

密文分组链接(Cipher Block Chaining，CBC)模式

密文反馈(Cipher Feed Back ，CFB)模式

输出反馈(Output Feed Back ，OFB)模式

计数器(Counter, CTR)模式

工信部：加大人工智能、区块链、数字孪生等前沿技术研发力度:金色财经报道，国新办于4月20日下午3时举行新闻发布会，工业和信息化部总工程师、新闻发言人赵志国表示，下一步，工信部将重点做好三方面工作，做优做强信息通信业，为推动经济社会高质量发展提供坚实支撑。一是夯实数字设施底座。研究出台推动新型信息基础设施建设协调发展的政策措施，推进“宽带边疆”、千兆光网“追光行动”、中小城市云网强基建设、移动物联网高质量发展行动，一体化推进新型基础设施建设。二是加快技术产业创新。推动6G、光通信、量子通信等关键核心技术加速突破，加大人工智能、区块链、数字孪生等前沿技术研发力度。攻克一批“卡脖子”关键领域，提升产业链供应链韧性和安全水平。三是深化行业融合应用。大力推进5G、千兆光网等新一代信息通信技术在垂直行业、信息消费、社会民生等领域的融合应用，推动工业互联网规模应用，聚焦重点领域形成创新应用示范标杆，助力产业数字化转型。[2023/4/20 14:15:59]

ECB工作模式

巴黎奥赛博物馆等十二家机构加入Web 3奖学金计划:金色财经报道，巴黎奥赛博物馆、巴塞尔电子艺术学院 (HeK) 和伦敦皇家艺术学院等十二家机构加入旨在利用区块链技术保护和促进文化遗产、实现社会公益、环境正义和金融稳定的Web 3.0 奖学金计划。Web3 for the Arts and Culture (WAC) 奖学金计划是由Tezos基金会、社会创新组织 We Are Museums 和 TZ Connect之间的合作和建立在 Tezos 上的公司于 1 月 26 日推出。[2023/2/19 12:16:11]

加密：输入是当前明文分组。

解密：每一个密文分组分别解密。

具体公式为：

俄罗斯金融情报部门将斥资3.4亿卢布用于更新加密货币监控系统:1月22日消息，据俄罗斯媒体，俄罗斯金融情报部门将斥资3.4亿卢布用于更新加密货币监控系统，使开发招标总额达到10亿卢布。

根据解释说明，Rosfinmonitoring希望花费这笔资金来扩展受监控的加密货币列表、改进对地址所有者信息的分析以及其他功能。该机构希望花费3.427亿英镑（约合500万美元）从区块链节点下载以下加密货币的公共数据：比特币(BTC)、比特币现金(BCH)、莱特币(LTC)和狗狗币(DOGE)。此外，该系统应具有跟踪区块链外部数据（例如，媒体、社交网络）的功能，地址哈希“同义词”的搜索机制，并创建与加密货币报价的接口。该机构认为加密货币“应该在法律意义上等同于财产”，这种监控有助于从法律角度识别犯罪行为。[2023/1/22 11:25:54]

比特币全网未确认交易数量为15035笔:金色财经消息，BTC.com数据显示，目前比特币全网未确认交易数量为15035笔，全网算力为204.82 EH/s，24小时交易速率为2.65交易/s，目前全网难度为29.12 T，预测下次难度下调0.11%至29.12 T，距离调整还剩11天12小时。[2022/7/10 2:02:47]

ECB工作模式示意图

CBC工作模式

加密：输入是当前明文分组和前一次密文分组的异或。

解密：每一个密文分组被解密后，再与前一个密文分组异或得明文。

CBC工作模式示意图

CFB工作模式

加密算法的输入是64比特移位寄存器，其初值为某个初始向量IV。

加密算法输出的最左(最高有效位)j比特与明文的第一个单元P1进行异或，产生出密文的第1个单元C1，并传送该单元。

然后将移位寄存器的内容左移j位并将C1送入移位寄存器最右边(最低有效位)j位。

这一过程继续到明文的所有单元都被加密为止。

CFB工作模式示意图

OFB工作模式

OFB模式的结构类似于CFB

不同之处：

OFB模式是将加密算法的输出反馈到移位寄存器

CFB模式中是将密文单元反馈到移位寄存器

OFB工作模式示意图

CTR工作模式

加密：输入是当前明文分组和计数器密文分组的异或。

解密：每一个密文分组被解密后，再与计数器密文分组异或得明文。

CTR工作模式示意图

工作模式比较

ECB模式，简单、高速，但最弱、易受重发攻击，一般不推荐。

CBC模式适用于文件加密，比ECB模式慢，安全性加强。当有少量错误时，不会造成同步错误。

OFB模式和CFB模式较CBC模式慢许多。每次迭代只有少数比特完成加密。若可以容忍少量错误扩展，则可换来恢复同步能力，此时用CFB或OFB模式。在字符为单元的流密码中多选CFB模式。

CTR模式用于高速同步系统，不容忍差错传播。

Merkle在1989年提出迭代型哈希函数的一般结构；(另外一个工作是默克尔哈希树)，Ron Rivest在1990年利用这种结构提出MD4。(另外一个工作是RSA算法)，这种结构在几乎所有的哈希函数中使用，具体做法为：

迭代型哈希函数的一般结构示意图

把所有消息M分成一些固定长度的块Yi

最后一块padding并使其包含消息M的长度

设定初始值CV0

循环执行压缩函数f，CVi=f(CVi -1||Yi -1)

最后一个CVi为哈希值

算法中重复使用一个压缩函数f

f的输入有两项，一项是上一轮输出的n比特值CVi-1，称为链接变量，另一项是算法在本轮的b比特输入分组Yi-1

f的输出为n比特值CVi，CVi又作为下一轮的输入

算法开始时还需对链接变量指定一个初值IV，最后一轮输出的链接变量CVL即为最终产生的杂凑值

通常有b>n，因此称函数f为压缩函数

算法可表达如下：CV0=IV= n比特长的初值

CVi=f(CVi-1,Yi-1)；1≤i≤L

H(M)=CVL

算法的核心技术是设计难以找到碰撞的压缩函数f，而敌手对算法的攻击重点是f的内部结构

f和分组密码一样是由若干轮处理过程组成

对f的分析需要找出f的碰撞。由于f是压缩函数，其碰撞是不可避免的，因此在设计f时就应保证找出其碰撞在计算上是困难的

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