【哈希算法】哈希算法hash 理解笔记--编辑中

哈希算法

有两个特点：

● 加密过程不可逆，意味着我们无法通过输出的散列数据倒推原本的明文是什么；

● 输入的明文与输出的散列数据一一对应，任何一个输入信息的变化，都必将导致最终输出的散列数据的变化。

 

在区块链中，通常使用SHA-256（安全散列算法）进行区块加密，这种算法的输入长度为256位，输出的是一串长度为32字节的随机散列数据。

 

 

下面举个例子详细了解下

▌场景一、小星和阿呆在篮球场

小星：阿呆，你是不是口渴了，你要不要去买水喝，顺便帮我买一瓶哈。

阿呆：呵呵，你的小心思我还不知道，你自己也口渴了吧，你去，我不去。

小星：哎哎，咱们不扯这些没用的，来抛硬币，好不好，正面你去，反面我去，公平吧，如何？

阿呆：好吧。

………

▌场景二、小星与阿呆即时聊天中

阿呆：小星，今天来我家玩，来的路上，有一家披萨店，很好吃，顺便带一点哈。

小星：哦，要不你来我家玩吧，你顺便带上披萨。

阿呆：小星，你竟然都这么说了，看来只能抛硬币解决了。

小星：丫的，这个怎么抛，我怎么知道你有没有搞鬼。

阿呆：嗯，那到也是，要不这样。

1.考虑对结果加密

阿呆：我心中想一个数，假设为A，然后A在乘以一个数B，得到结果C。A是我的密钥，我把结果C告诉你。你来猜A是奇数还是偶数，猜中了，算你赢。

小星：这不行，如果你告诉我C是12，我猜A是奇数，你可以说A是4，B是3。我猜A是偶数，你可以说A是3，B是4。要不你告诉我C是多少的时候，也告诉我B是多少。

阿呆：那这不行，告诉你C和B，不等于告诉你A是多少了，还猜个屁。不行得换个方式。

2.不可逆加密

阿呆：小星，你看这样可以不，我想一个A，经过下面的过程：

1.A+123=B2.B^2=C3.取C中第2~4位数，组成一个3位数D4.D/12的结果求余数，得到E

1.A+123=B2.B^2=C3.取C中第2~4位数，组成一个3位数D4.D/12的结果求余数，得到E

阿呆：我把E和上述计算方式都告诉你，你猜A是奇数还是偶数，然后我告诉你A是多少，你可以按上述的计算过程来验证我是否有说谎。

小星：嗯，我想想，假如阿呆你想的A为5，那么：

5+123=128128^2=16384D=638 E=638mod12=53

5+123=128128^2=16384D=638 E=638mod12=53

(mod表示除法的求余数)

小星：咦，厉害了，一个A值对应一个唯一的E值，根据E还推算不出来A。你太贱了，好吧，这个算公平，谁撒谎都能被识别出来。

小星：阿呆，你出题吧 ……

这种丢掉一部分信息的加密方式称为“单向加密”，也叫哈希算法。

问题：阿呆有没有可能事先找出一奇一偶，按上述加密运算得到一样的结果呢？

答案：有可能的，如何解决这个问题呢？增加上述算法的难度，以至于阿呆很难找到。

 

3.哈希算法

1.对于给定的数据M,很容易算出哈希值X=F(M);

2.根据X很难反算出M;3.很难找到M和N使得F(N)=F(M)。

 

密码学中的哈希函数有3个重要的性质，

1即抗碰撞性、

2原像不可逆、

3难题友好性。

 

碰撞性，就是指阿呆事先找出一奇一偶使得哈希结果一致，但这在计算上是不可行的。

首先，把大空间的消息压缩到小空间上，碰撞肯定是存在的。假设哈希值长度固定为256位，如果顺序取1，2，…2^256+1， 这2^256+1个输入值，逐一计算其哈希值，肯定能找到两个输入值使得其哈希值相同。但不要高兴的太早，因为你得有时间把它算出来，才是你的。

为什么这么说呢？

根据生日悖论，如果随机挑选其中的2^128+1输入，则有99.8%的概率发现至少一对碰撞输入。那么对于哈希值长度为256位的哈希函数，平均需要完成2^128次哈希计算，才能找到碰撞对。如果计算机每秒进行10000次哈希计算，需要约10^27年才能完成2^128次哈希计算。

所以，不要想着阿呆作弊了，因为估计也活不了这么久。当然如果计算机运算能力大幅提升，就有可能，这也是为什么说量子计算机对区块链有影响了。

那这个有什么用途呢？

用来验证信息的完整性，因为如果信息在传递过程中被篡改，那么运行哈希计算得到的哈希值与原来的哈希值不一样。在区块链中，哈希函数的抗碰撞性用来做区块和交易的完整性验证，一有篡改就能被识别出来。

 

参考：《看完这些，你就彻底理解“哈希算法”了》https://m.sohu.com/a/237819117_100137451/?pvid=000115_3w_a