『学概念找员外』比特币算法之哈希

我们在平时使用微信、QQ、邮件等工具发送一个文件时，会遇到这样的情况，同样的一个文件，在发送的过程中，有时候会很快，几乎一秒钟；有时候会很慢，需要耐心等待文件一点点的上传才能成功。其实背后支撑这种技术的就是我们常听的 哈希算法，也称 散列算法或数据摘要。

当你第一次发一个新的文件时，就会需要等待它慢慢的上传，这是因为你所使用的平台数据库中没有这份文件；当你上传成功后，该平台服务器上便为你这份文件添加了一个索引，即该文件的编码，当你再次发送这个文件的时候，你发送的只是这个文件的索引（编码），接收方在收到这个文件的索引后，便可直接在该平台的服务器上访问此文件。这个索引，就是这个文件的 哈希值！

那系统是如何知道我每次操作的是不是同一个文件呢？

先普及几个概念
二进制：二进制是计算技术中广泛采用的一种数制。二进制数据是用0和1两个数码来表示的数。它的基数为2，进位规则是“逢二进一”，借位规则是“借一当二”，由18世纪德国数理哲学大师莱布尼兹发现。
二进制文件：所有保存在计算机中的文件，都以二进制的格式保存，即把每一个文件解析成一个个 1 和 2 组成的二进制文件。这样的好处是节省空间、方便快捷、不容易丢失数据。

哈希算法会通过提前编写好的规则，来将每一个较大的二进制文件映射成一个固定长度的二进制字符串，这个字符串就是该文件的哈希值。只要你用同一种哈希算法对同一个文件进行哈希计算，不管计算多少次，得到的结果都是一样的。就像每个人的指纹、虹膜、DNA 都各不相同。

如果你哪怕改动这个文件内的一个字母，再次哈希计算出来的结果就会对应改变。同时如果你想找到不同文件的两个完全相同的哈希值，而且这个哈希算法还比较严谨，理论上是不可能的。

所以文件的哈希值可以用来检验这个文件是否被更改过，可以用来索引你每次转发的是不是同一个文件。

应用

• 在大量转发文件的情况下，这样就能极大的减少流量的浪费，缩短了用户的期望时间，提高效率；
• 文件在再次传输的过程中，只会传输该文件的哈希值，而不是文件本身，使得在不确定的网络环境中，变得更安全些；
• 可以给大量的文件加上索引，当需要的时候，能以最快的速度在文件堆中，准确的查找到对应的文件；
• 比特币使用的哈希算法是SHA256，SHA是美国国家安全局 （NSA） 设计，美国国家标准与技术研究院（NIST） 发布的，主要适用于数字签名标准（DigitalSignature Standard DSS）里面定义的数字签名算法（Digital Signature Algorithm DSA）。256 意味着每个哈希值都是 256 位！

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