区块链:科普 | 区块链技术不可撼动的基石：哈希函数

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。

AC：从未真正离开Fantom基金会:金色财经报道，Andre Cronje（AC）表示，自己从未真正离开过Fantom基金会，自2019年以来，他一直在Fantom基金会工作，几乎是他的全职工作，你可以和组织里的任何人聊天，他们都知道我还在那里，我还在工作，我还在做我的日常工作。是Fantom基金会首席执行官Michael Kong最终说服他公开回归的。[2023/7/28 16:04:56]

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。

Optimism Goerli测试网将于1月12日迁移至Bedrock:12月22日消息，OP Labs宣布，Optimism Goerli测试网将在2023年1月12日迁移到Bedrock。

大多数用户和应用程序不会受到此次升级的影响。目前Optimism已与Alchemy、Ankr、Chainlink、Etherscan、Infura、Quicknode和Tenderly等合作伙伴合作，以确保顺利升级，1月12日将共享一个迁移的数据库，以便这些合作伙伴和其他节点运营商可以启动其升级的节点。

据此前报道，今年5月，Optimism宣布推出去中心化Rollup基础架构Bedrock，该架构尽可能重用以太坊的代码、基础设施和设计模式，并表示“EVM等效”已是过去时，Bedrock带来的是“以太坊等效”。Optimism表示，Bedrock将作为交互式故障证明系统Cannon的基础架构进行发布，其优势包括交易费用降低、最大吞吐量提升、节点同步速度提高。[2022/12/22 22:00:27]

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。

加密风投基金WWVentures完成1500万美元融资，多位明星运动员参投:9月27日消息，加密风投基金WWVentures宣布完成1500万美元融资，该基金得到了世界各地一些顶级游戏玩家、运动员和内容创作者的支持，包括来自费城76人队的MrBeast、Fresh、Lazarbeam、Lachlan、Tobias Harris、前UFC冠军Michael Bisping、利物浦足球俱乐部的Trent Alexander Arnold等。

WWVentures将利用这笔资金对专注于基础设施、工具、元宇宙、游戏和DeFi领域的Web3和区块链行业项目进行投资，目前已投资AssetDash、Taiko、Blocklords和Fnatic。（finsmes）[2022/9/27 22:33:34]

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：

Pantera Capital CEO：比特币的下一个牛市即将到来:金色财经报道，Pantera Capital首席执行官Dan Morehead认为，加密货币的寒冬将很快结束，比特币价格将再次上涨。他提醒说，这样的起伏是正常的，在过去十年中已经发生过多次，包括2018年的下跌和未来几年的连续牛市。我们已经经历了三个大熊市周期。实际上，我认为我们已经在6月份触底，我们正在进入下一轮牛市。这可能会有困难，可能需要一段时间，但我认为我们进入了反弹的下一阶段。在谈到比特币的未来价格时，Morehead预测，比特币的价格将继续以每年约2.5倍的速度上涨。尽管如此，他声称加密领域最近已经发生了变化，不再只围绕比特币和以太坊流通。（cryptopotato）[2022/9/8 13:16:38]

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。

END

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