哈希的基础：它是如何工作的，以及它对区块链的重要性

哈希函数的工作机制

哈希化是将任意大小的数据转换为固定长度字符序列的过程，使用特定的数学算法。每个哈希函数输出相同大小的结果，无论输入文件的大小是多大还是多小。

考虑一个实际的例子。如果将"Binance"和"binance"这两个词通过SHA-256算法(进行处理，该算法在Bitcoin)中使用，将得到：

• 币安→ f1624fcc63b615ac0e95daf9ab78434ec2e8ffe402144dc631b055f711225191
• 币安→ 59bba357145ca539dcd1ac957abc1ec5833319ddcae7f5e8b5da0c36624784b2

即使是第一字母注册的微小变化也会产生完全不同的序列。然而，这两种结果恰好都有256位(64个字符)。这是哈希的一个关键特性——输出大小的稳定性。

什么使哈希函数成为密码学的

加密哈希函数是普通哈希算法的专业版本，应用了加密原理。SHA (安全哈希算法)是包括多个组的加密函数家族：SHA-0、SHA-1、SHA-2和SHA-3。

目前只有SHA-2和SHA-3被认为是安全的。SHA-0和SHA-1由于发现了碰撞——即两个不同的输入产生相同的输出——早已被认定为脆弱。SHA-256是SHA-2的一部分，并在加密货币网络中仍然是可靠的标准。

可靠哈希函数的三个关键特性

抗碰撞性

虽然从数学上讲，由于无限的输入和有限的输出，冲突将始终存在(，但稳健的函数使得它们几乎不可能被找到。对于SHA-256，寻找一个冲突甚至需要数百万年的计算。因此，哈希函数被认为是抗冲突的，不是因为它完全没有冲突，而是因为在合理的时间内无法检测到它们。

不可逆 )抵抗首次视图(

该特性使得无法根据结果 "破解 "输入数据。如果您有哈希，您无法确定是哪段文本生成了它，除了通过穷举所有可能的选项。在实际应用中，这意味着网络服务可以存储密码的哈希而不是密码本身——即使攻击者获得了哈希数据库，他也无法快速解密它们。

对第二次初见的韧性

这个属性可以防止攻击，当攻击者试图找到一个替代入口时，该入口将生成与原始相同的哈希。如果哈希函数抵抗冲突，它将自动针对这种类型的攻击提供保护。

在区块链和挖矿中的实际应用

对于比特币和其他加密货币来说，哈希不仅仅是一个附加工具，它是一项基础技术。区块链在多个层面上使用哈希：用于验证交易、创建梅克尔树以及将区块相互连接成一个连续的链。

最耗能的操作是挖矿。矿工们随机选择许多输入，通过SHA-256进行哈希，并寻找以特定数量的零开头的结果。这个任务的难度会自动调整：如果矿工的数量增加，网络的哈希率提高，难度就会增加，以保持平均区块生成时间约为10分钟。

有趣的一点是：一个区块有多个可接受的解)多个哈希满足条件(，因此矿工们并不是争夺精确的结果，而只是寻找任何有效的选项。这使得系统更加稳健和公平。

为什么哈希对安全至关重要

确定性哈希意味着相同的输入总是产生相同的输出。这确保了数据的完整性：如果您知道文件或交易的正确哈希，那么自由更改其任何部分将立即改变哈希。因此，区块链保持每个区块的非随机性，而伪造的尝试往往立即显而易见。

此外，哈希可以紧凑地处理大量信息。系统只记住其哈希，而不是“记住”整个大文件。这大大节省了资源并加快了验证速度。

结论

哈希具有密码学属性的哈希算法是现代区块链的基本支柱之一。理解这些功能的工作原理、它们对各种类型攻击的抵抗力以及在挖矿过程中的角色，有助于更深入地认识加密货币网络的安全性和可靠性。SHA-256和其他SHA-2系列算法仍然是黄金标准，因为它们至今未显示出实际的脆弱性，这意味着依赖于它们的区块链仍然能够抵御现代攻击。