科普 | 區塊鏈技術不可撼動的基石：哈希函數_比特幣

這是白話區塊鏈的第1887期原創?作者|復利青年出品｜白話區塊鏈

比特幣作為加密行業第一個成功的應用，自誕生以來受到越來越多的關注。不過一旦深入一點了解比特幣背后的技術，哈希函數就是繞不開的概念，那么哈希函數到底是什么？

維基百科是這么說的：

哈希函數是一種從任何一種數據中創建小的數字指紋的方法。哈希函數把消息或數據壓縮成摘要，使得數據量變小，將數據的格式固定下來。該函數將數據打亂混合，重新創建一個叫做散列值的指紋。

百度百科和維基百科真有別稱的話，應該叫看不懂百科。給哈希函數一個簡潔的白話定義：哈希函數是一系列復雜的但輸出值位數固定的數學變換。

調查：BTC將在2023年達到4.2萬美元的峰值:金色財經報道，Finder在4月份對32位加密貨幣行業專家進行了調查，征求他們對未來十年比特幣價格前景的看法。根據對2023年的平均預測，比特幣將達到42,225美元的高點，17,026美元的低點，年末將回調至35,485美元。[2023/4/19 14:13:20]

變換不能亂變換，要照著如下過程來：

1、任何長度的內容2、經過這系列復雜但固定的數學變換后3、會輸出一個固定長度和格式的數據

腳注：數學領域會用H表示這經過變化后輸出的數值，中文名叫消息摘要或數字指紋。

比如，在比特幣中，公鑰生成地址時用到的哈希函數SHA256，后面的“256”的意思是輸出是固定256位長度的數據。

NFT永續合約交易平臺nftperp完成170萬美元融資:11月27日消息，NFT永續合約交易平臺nftperp以1700萬美元的估值完成170萬美元融資，Dialectic、Maven11、Flow Ventures、DCV Capital、Gagra Ventures、AscendEX Ventures、Perridon Ventures、Caballeros Capital、Cogitent Ventures、Nothing Research、Apollo Capital、Tykhe Block Ventures、OP Crypto等機構參投。據悉，nftperp跟蹤NFT集合的最低價格，允許用戶做多和做空NFT。[2022/11/27 20:55:15]

這數學變換不是任意變換都能被稱之為哈希函數，一個數學變換要升級為哈希函數必須符合三個條件：唯一性、單向性、暴力求解：

微眾銀行副行長兼首席信息官馬智濤：區塊鏈可有效促進數據要素流動，助力大灣區一體化融合發展:7月20日消息，中國（深圳）綜合開發研究院發布《數“鏈”大灣區—區塊鏈助力粵港澳大灣區一體化發展報告（2022）》。報告提出，以區塊鏈為代表的數字技術在破解粵港澳大灣區制度差異堅冰、支撐實體經濟跨越和賦能社會治理創新等方面能夠發揮重要作用，可有力助推粵港澳大灣區一體化發展步入2.0新時代。

微眾銀行副行長兼首席信息官馬智濤在會上表示，粵港澳大灣區融合發展面臨著制度性差異、缺乏數字基礎設施等核心挑戰。區塊鏈，尤其是聯盟鏈，是技術領域公認的傳遞信任的機器。基于區塊鏈技術以及以個人為主導的分布式數據傳輸協議，可以有效促進數據要素的流動，助力大灣區一體化融合發展。[2022/7/20 2:26:23]

1、哈希函數的唯一性

Tether CTO：正在接受全面審計，歡迎監管框架出臺:6月20日消息，Tether CTO PaoloArdoino日前在接受媒體采訪時表示，Tether正在接受行業內排名前12的一家審計公司的全面審計，但這家公司并不是傳統的四大審計所。因為四大在規則不明確時對全面審計比較謹慎。

Ardoino還表示，Tether歡迎監管，希望監管框架出臺以保證所有發行Stablecoin的機構擁有同樣的監管尺度。屆時，Tether會根據監管要求進行相應的儲備資產信息披露。[2022/6/20 4:40:54]

直觀的理解就是：只有輸入X，才能得到H。理解這個特性時，可以把哈希函數理解成你和你的指紋，你是輸入，你的指紋是輸出，唯一性就是指只有你才能有你的指紋，在比特幣里就是指，你轉賬用的比特幣地址，只有你的公鑰才能生成，就像你的指紋是獨一無二的一樣，世界上沒有任何其他人能生成和你一樣的轉賬地址。

2、哈希函數的單向性

哈希函數的單向性是指H是無法反向推導X。如果給你一個指紋，僅有一個指紋的你，是絕對想象不出指紋的主人到底是男是女，到底長什么樣，只能知道這是個指紋。

哈希函數的單向性可以用一個不準確但十分形象的類比來直觀理解——來猜猜下巴的主人是誰？

這Man味十足的迷人下巴主人是白宇？是張震？還是趙又廷？謎底揭曉：是我們喜愛的坤坤，不是蔡徐坤，而是鄉村F4謝廣坤↓

因為哈希函數的單向性，所以在比特幣里，即使我們的收款地址是公開的，但是沒人能知道我們生成收款地址的公鑰是什么，更無法知道生成公鑰的私鑰是什么。

市面上有一種言論說，量子計算機的出現會讓比特幣一文不值，但現在你應該知道，即使量子計算機出現可，目前也難以攻破哈希函數，哈希函數是中本聰為比特幣設置的一道安全鎖，希望比特幣有充足的時間升級到抗量子的加密算法。

3、哈希函數的暴力求解

如果知道哈希值H真想找到輸入值X，只能從源頭出發，一個數一個數去嘗試，每個數都套到哈希函數里，然后看看輸出的哈希值是不是等于H。

就像如果你真想知道某個指紋是誰的指紋，你只能全世界一個個人找過去，去對比每一個手里的指紋和這個指紋，是不是完全相同，沒有絲毫偏差。?02?

哈希函數因為這三個特性變成了中本聰手里的利器，幫助他在設計比特幣的路上解決了多個難題，在比特幣白皮書中，除了簡介和結論的10個章節里，幾乎每個章節都能看到哈希函數的使用。

用哈希函數的唯一性用來防止作假——數字簽名

用哈希函數的唯一性來提升效率——默克爾樹檢索交易記錄

用哈希函數的單向性用來保密——公鑰生成比特幣的地址

用哈希函數的暴力求解來設計比特幣的工作量證明——當范圍足夠大的時候，拿著指紋去找指紋擁有人是不可能的事情，但如果把范圍縮小呢，比如在一個只有幾百萬人的城市里找，難度就會小很多，這就是比特幣的mining難度調整機制，想要難度高一點那就把范圍擴大一點，想要難度低一點就把范圍縮小一點。

1953年哈希函數出現，1970年哈希函數蓬勃發展，2001年SHA-256出現，在2008年時，哈希函數卻在中本聰手里被玩出了花，成為了區塊鏈技術里不可撼動的基石。

從這個角度看，多少讓人理解了為什么專家和大牛都忍不住夸贊中本聰天才，甚至懷疑中本聰是不是外星人。

至此，雖然比特幣白皮書中技術原理你只是懂了一個基礎知識哈希函數，但這一點都不妨礙你理解了比特幣白皮書里50%想要表達的內容。

END

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