什么是哈希，它在加密中为什么重要？

哈希是一种在加密中至关重要的过程，它将可变大小的数据转换为固定大小的输出。该过程通过称为哈希函数的数学公式实现，作为算法进行实现。

虽然并非所有哈希函数都涉及加密，但加密哈希函数在加密货币的世界中发挥着至关重要的作用。正是由于它们，区块链和其他分布式系统才能实现显著的数据完整性和安全性。

哈希函数，无论是传统的还是加密的，一个基本特征就是它们的确定性。这意味着，只要输入相同，哈希算法就会始终产生相同的输出，也称为摘要或哈希。

加密货币中使用的哈希算法通常被设计为单向函数。这意味着，尽管从输入生成输出相对简单，但反向过程却极其复杂，需求大量的计算资源。一般来说，恢复原始输入的难度越大，哈希算法被认为就越安全。

铸造函数是如何工作的？

不同的哈希函数可能产生不同大小的输出，但对于每个特定的算法，输出大小始终是固定的。例如，SHA-256算法始终生成256位的输出，而SHA-1始终产生160位的摘要。

为了说明，我们将把在比特币中使用的SHA-256哈希算法(应用于单词"Gate"和"Gate":。

SHA-256

输入 | 输出 )256 位( --------|------------------ 闸门 |7f43c1b0e1e6c6e5c5cb62d3f9a4e3cb9b7d3d3b3e3d3b3e3d3b3e3d3b3e 闸门 |9b3e3d3d3b3e3d3b3e3d3d3b3e3d3b3e3d3b3e3d3d3b3e3d3b3e3d3d3b3e3d3d3d

请注意，稍微改变)首字母的大小写(会导致完全不同的哈希值。然而，由于我们使用的是SHA-256，输出总是会固定为256位)或64个十六进制字符( - 与输入大小无关。此外，无论我们使用相同的输入执行算法多少次，输出将保持不变。

为什么哈希函数很重要？

传统哈希函数有广泛的应用，包括数据库搜索、大型文件分析和数据管理。另一方面，加密哈希函数广泛用于信息安全应用，如消息认证和数字签名生成。在比特币的背景下，加密哈希函数对于挖矿过程至关重要，同时在生成新地址和密钥方面也发挥着关键作用。

哈希的真正潜力在于处理大量信息时显现出来。例如，可以通过哈希函数处理一个大型文件或数据集，并利用其输出快速检查数据的准确性和完整性。这是可行的，因为哈希函数的确定性特征：相同的输入总会产生一个简化的压缩输出)hash(。这种技术消除了存储和“记住”大量数据的必要性。

哈希在区块链技术的背景下特别有用。例如，比特币的区块链涉及多种哈希操作，主要是在挖矿过程中。实际上，几乎所有的加密货币协议都依赖于哈希来将交易组合并压缩成区块，并在每个区块之间创建加密链接，有效地形成一个区块链。

加密哈希函数及其属性

一种实现加密技术的哈希函数称为加密哈希函数。一般来说，破解一个加密哈希函数需要无数次的暴力尝试。要“反转”一个加密哈希函数，需要通过反复试错来猜测输入，直到产生相应的输出。

要被有效地认为是安全的，加密哈希函数必须具备三个基本属性：抗碰撞性、抗预映像性和抗第二预映像性。

) 抗碰撞

当不同的输入产生完全相同的哈希值时，就会发生冲突。当找到冲突的概率低到需要不可行的计算时间时，哈希函数被认为是抗冲突的。

抗预映像

该属性与单向函数的概念相关。哈希函数被认为是抗预映像的，当有人找到生成特定输出的输入的概率极低时。

二次预映的阻力

二次预映射攻击发生在某人能够找到一个特定输入，该输入生成与另一个已知输入相同的输出。任何抗碰撞的哈希函数也对二次预映射攻击具有抗性。

应用在加密货币矿业

在比特币的挖矿过程中，哈希函数发挥着至关重要的作用。矿工需要进行无数次哈希操作，以找到下一个区块的有效解决方案。具体来说，矿工需要为其候选区块生成一个哈希，该哈希必须以由挖矿难度定义的特定数量的零开头。

比特币协议会自动调整挖矿难度，以保持区块的平均挖矿时间接近10分钟，无论网络哈希率的波动如何。

结论

哈希函数是计算机科学中不可或缺的工具，特别是在处理大量数据时。当与加密技术相结合时，哈希算法变得极为灵活，提供了多种方式的安全性和认证。加密哈希函数对几乎所有加密货币网络都是至关重要的，因此理解它们的属性和工作机制对任何对区块链技术感兴趣的人来说都是必不可少的。