哈希的基礎：它是如何工作的，以及它對區塊鏈的重要性

哈希函數的工作機制

哈希化是將任意大小的數據轉換爲固定長度字符序列的過程，使用特定的數學算法。每個哈希函數輸出相同大小的結果，無論輸入文件的大小是多大還是多小。

考慮一個實際的例子。如果將"Binance"和"binance"這兩個詞通過SHA-256算法(進行處理，該算法在Bitcoin)中使用，將得到：

• 幣安→ f1624fcc63b615ac0e95daf9ab78434ec2e8ffe402144dc631b055f711225191
• 幣安→ 59bba357145ca539dcd1ac957abc1ec5833319ddcae7f5e8b5da0c36624784b2

即使是第一字母註冊的微小變化也會產生完全不同的序列。然而，這兩種結果恰好都有256位(64個字符)。這是哈希的一個關鍵特性——輸出大小的穩定性。

什麼使哈希函數成爲密碼學的

加密哈希函數是普通哈希算法的專業版本，應用了加密原理。SHA (安全哈希算法)是包括多個組的加密函數家族：SHA-0、SHA-1、SHA-2和SHA-3。

目前只有SHA-2和SHA-3被認爲是安全的。SHA-0和SHA-1由於發現了碰撞——即兩個不同的輸入產生相同的輸出——早已被認定爲脆弱。SHA-256是SHA-2的一部分，並在加密貨幣網路中仍然是可靠的標準。

可靠哈希函數的三個關鍵特性

抗碰撞性

雖然從數學上講，由於無限的輸入和有限的輸出，衝突將始終存在(，但穩健的函數使得它們幾乎不可能被找到。對於SHA-256，尋找一個衝突甚至需要數百萬年的計算。因此，哈希函數被認爲是抗衝突的，不是因爲它完全沒有衝突，而是因爲在合理的時間內無法檢測到它們。

不可逆 )抵抗首次視圖(

該特性使得無法根據結果 "破解 "輸入數據。如果您有哈希，您無法確定是哪段文本生成了它，除了通過窮舉所有可能的選項。在實際應用中，這意味着網路服務可以存儲密碼的哈希而不是密碼本身——即使攻擊者獲得了哈希數據庫，他也無法快速解密它們。

對第二次初見的韌性

這個屬性可以防止攻擊，當攻擊者試圖找到一個替代入口時，該入口將生成與原始相同的哈希。如果哈希函數抵抗衝突，它將自動針對這種類型的攻擊提供保護。

在區塊鏈和挖礦中的實際應用

對於比特幣和其他加密貨幣來說，哈希不僅僅是一個附加工具，它是一項基礎技術。區塊鏈在多個層面上使用哈希：用於驗證交易、創建梅克爾樹以及將區塊相互連接成一個連續的鏈。

最耗能的操作是挖礦。礦工們隨機選擇許多輸入，通過SHA-256進行哈希，並尋找以特定數量的零開頭的結果。這個任務的難度會自動調整：如果礦工的數量增加，網路的哈希率提高，難度就會增加，以保持平均區塊生成時間約爲10分鍾。

有趣的一點是：一個區塊有多個可接受的解)多個哈希滿足條件(，因此礦工們並不是爭奪精確的結果，而只是尋找任何有效的選項。這使得系統更加穩健和公平。

爲什麼哈希對安全至關重要

確定性哈希意味着相同的輸入總是產生相同的輸出。這確保了數據的完整性：如果您知道文件或交易的正確哈希，那麼自由更改其任何部分將立即改變哈希。因此，區塊鏈保持每個區塊的非隨機性，而僞造的嘗試往往立即顯而易見。

此外，哈希可以緊湊地處理大量信息。系統只記住其哈希，而不是“記住”整個大文件。這大大節省了資源並加快了驗證速度。

結論

哈希具有密碼學屬性的哈希算法是現代區塊鏈的基本支柱之一。理解這些功能的工作原理、它們對各種類型攻擊的抵抗力以及在挖礦過程中的角色，有助於更深入地認識加密貨幣網路的安全性和可靠性。SHA-256和其他SHA-2系列算法仍然是黃金標準，因爲它們至今未顯示出實際的脆弱性，這意味着依賴於它們的區塊鏈仍然能夠抵御現代攻擊。