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什么是哈希算法它的作用是什么

发布时间:2020-01-20 09:18作者:vfbcad信息来源:电子发烧友阅读数:11999栏目:比特币进阶(一)

今天呢,我们要讲一些比较深的内容,比如比特币的哈希算法问题。

 

熟悉区块链的朋友首先想到的肯定就是比特币挖矿,比特币挖矿就是不断修改区块头部的随机数,然后计算区块的哈希值,知道这个哈希值满足特定标准的过程,那么哈希算法到底是什么?

 

什么是哈希算法?


哈希算法又叫散列算法,是将任意长度的二进制值映射为较短的固定长度的二进制值,这个小的二进制值称为哈希值。它的原理其实很简单,就是把一段交易信息转换成一个固定长度的字符串。

 

这串字符串具有一些特点:


1. 信息相同,字符串也相同。

2. 信息相似不会影响字符串相同。

3. 可以生成无数的信息,但是字符串的种类是一定的,所以是不可逆的。

 

让我们举个例子理解一下:如果我们要搜一张图片,在没有人工标注的情况下,于巨大的图库中想要以图搜图是一件及其庞大而又困难的工作量。

 

可是在训练集上,通过哈希算法,可以得到一系列哈希函数,通过这些函数,可以将每一张图片转化成一串0~1的编码。

 

比较神奇的是,编码串相似的图片对应的语义也是相似的。

 

这就是简单的哈希算法在生活中的简单应用。

 

哈希算法有什么用途?


哈希算法可以检验信息是否是相同的,这样的优势可以节省重复文件传送的时间。

 

举一个生活中很平常的例子,我们在生活工作中会使用一些软件给别人传送文件数据,如果有人传送了一份文件给一个人,然后又有一个人传送了相同的文件给了另外一个人,那么这个社交软件在第二次传送文件的时候会对比两次传送的哈希值,发现是相同的,该软件就不会再次上传文件给服务器了。

 

除此之外,哈希算法还可以检验信息的拥有者是否真实。

 

比如,我们在一个网站注册一个账号,如果网站把密码保存起来,那这个网站不论有多安全,也会有被盗取的风险。但是如果用保存密码的哈希值代替保存密码,就没有这个风险了,因为哈希值加密过程是不不可逆的。

 

哈希算法会不会被破解?


从理论上说,哈希值是可以被获得的,但是对应的用户密码很难获得。


假设一个网站被攻破,黑客获得了哈希值,但仅仅只有哈希值还不能登录网站,他还必须算出相应的账号密码。

 

计算密码的工作量是非常庞大且繁琐的,严格来讲,密码是有可能被破译的,但破译成本太大,被成功破译的几率很小,所以基本是不用担心密码泄露的。

 

当然,黑客们还可以采用一种物理方法,那就是猜密码。他可以随机一个一个的试密码,如果猜的密码算出的哈希值正好与真正的密码哈希值相同,那么就说明这个密码猜对了。

 

密码的长度越长,密码越复杂,就越难以猜正确。如果有一种方法能够提高猜中密码的可能,那么可以算是哈希算法被破解了。

 

比如说,例如原本猜中的概率是1/10000000000000,现在增加到了1/1000。如果每猜一个密码需要1秒,按照之前的概率猜,直到地球毁灭都可能没猜中,但后者只需要1小时就足够了。在这样的情况下,哈希算法就算是被破解啦。

 

好啦,看到这里你是不是对哈希算法有了初步的了解?大家也不要过于担心你的账户以及资产被黑的风险,因为哈希算法仅仅只是比特币的原理算法,还有其他算法一同作用于比特币的运行,因此就算破解了哈希算法也并不能盗取你的账户信息。

 

民间常言:“说唱有嘻哈,算法有哈希。”在了解比特币投资和区块链技术中,哈希算法作为“常客”时常出现。但大多数朋友对它知之甚少,为它晦涩难懂的内涵所头疼。那么今天我们就来简单说说,什么是“哈希算法”?

 

哈希音译自“Hash”,又名为“散列”。本质上是一种计算机程序,可接收任意长度的信心输入,然后通过哈希算法,创建小的数字“指纹”的方式。例如数字与字母的结合,输出的就为“哈希值”。从数学术语上说,就是这个哈希函数,是将任意长度的数据,映射在有限长度的域上。总体而言,哈希函数用于,将消息或数据压缩,生成数据摘要,最终使数据量变小,并拥有固定格式。

 

那么哈希算法的作用又是什么呢?

 

(1) 在庞大的数据库中,由于哈希值更为短小,被找到更为容易,因此,哈希使数据的存储与查询速度更快。

(2) 哈希能对信息进行加密处理,使得数据传播更为安全。

 

哈希算法解决了什么生活问题?

 

看似深奥的数学函数,又或是计算机程序的哈希算法,其实跟我们的生活息息相关。就拿每年双十一的快递来说,实际上,哈希算法原理提高了快递入库出库的速度。为什么呢?

 

双十一一过,大家剁手后,一定收快递收到手软,手机短信抖个不停。这个时间段,双十一快递员可能没时间挨家挨户送上门,而是选择往驿站一扔。当驿站将快递入库后,你的手机会收到这样一条信息——

 

【XX收快】您的XX快递已到(原菜鸟驿站)65号店取货吗A10-8-9856,请9点至21点取货,电话xxx-xxxxxxxx)

 

什么是哈希算法它的作用是什么

 

大家重点看看这个取货码:A10-8-9856。这可不是一堆乱码。这串数值,就是驿站员能快速找到你快递的关键。

 

A10指的是货架编码,8指的是第8层,9856指的是订单后四位。因此每个驿站小哥只需要瞄一眼,就能瞬间知道你的快递所在位了。

 

因此,哈希算法最核心的用处,就是高速存取。在区块链技术中,它才真正大展身手。以下是它在区块中的具体作用:

 

(1) 快速验证。只需要验证摘要,就能比较两个数据是否相等。

(2) 防止篡改。只需要传递数据的摘要即可传递该数据,并防止在传递过程中被篡改。

(3) 用于POW共识算法工作量证明。目前比特币和以太坊,都使用POW共识机制。

 

哈希算法有千千万万种,其中,“安全哈希算法”(SHA 256)是保护数字信息,最安全的方式之一。它是由美国国安局设计、美国国家标准与技术研究院发布的一套哈希算法。其摘要长度是256bits,因此被称为“SHA256”。它们都在网络数据和区块链技术应用中,有着重大作用,也是理解区块链的重要一环。

 

 

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