SHA:SHA-256、MD-5，哈希散列函數這些原理你懂了嗎？

編者按：本文來自區塊鏈大本營，作者：wagslane，譯者：火火醬，Odaily星球日報經授權轉載。本文對哈希函數進行簡要的介紹，旨在幫助讀者理解為什么要使用哈希函數，以及其基本工作原理。文中將省略具體證明和實現細節，而將重點放在高級原理上。為什么要使用哈希函數

哈希函數被廣泛應用于互聯網的各個方面，主要用于安全存儲密碼、查找備份記錄、快速存儲和檢索數據等等。例如，Qvault使用哈希散列將主密碼擴展為私人加密密鑰。用途列表清單詳見:https://en.wikipedia.or/本文將重點介紹哈希函數的幾個重要特性，也可以說是其最重要的特性：哈希函數確定性地加擾數據；無論輸入是什么，哈希函數的輸出大小始終相同；無法從加擾的數據中檢索原始數據；確定性地加擾數據

首先，想象一個魔方。

Vladimir：Shadow Staking將徹底改變整個DeFi挖礦領域:12月2日消息，SpaceSwap CEO Vladimir做客《HyperPay焦點》欄目時提及：Shadow Staking，也叫Shadow Farming，它將徹底改變整個DeFi挖礦領域。它引入了一種全新的方式來抵押LP代幣。首先，所有代幣都由用戶持有，這就使得整個挖礦過程更加安全和透明。 此外，它不需要來回發送代幣，也就是說，它幾乎免除了gas費用。用戶只需登陸SpaceSwap官網，選擇抵押池，進入Uniswap，向相應的池中添加流動性，并在錢包中獲得LP代幣。之后再次返回SpaceSwap并激活抵押池，無需將LP代幣發送到SpaceSwap，系統會自動從用戶的錢包中讀取信息，從而最大程度地減少交易數量、步驟次數和Gas費。[2020/12/2 22:53:21]

聲音 | CoinShares CSO：加密領域大部分創新都將來自現有金融中心:據The Block消息，CoinShares首席戰略官Meltem Demirors在“創新金融”小組會議中表示，加密貨幣領域絕大部分創新都將來自以紐約為首的現有金融中心。Demirors表示，加密生態系統的增長將來自于對監管環境的了解，以及建立人們可以使用、信任和人們認為安全的東西。[2019/1/29]

我們從恢復魔方開始。如果我們隨機轉動魔方，到最后，魔方將會呈現和開始時完全不同的狀態。同樣，如果我們重新開始，重復完全相同的動作，那么我們會不斷得到完全相同的結果。盡管看起來結果可能是隨機產生的，但實質上并非如此。這就是“確定性”的意思。“確定性”在安全存儲密碼方面起著至關重要的作用。例如，假設我的密碼是“iLoveBitcoin”。我可以使用哈希函數對其進行加擾：iLoveBitcoin→“2f5sfsdfs5s1fsfsdf98ss4f84sfs6d5fs2d1fdf15”現在，如果有人看到這個加擾后的版本，他們也不會知道我的原始密碼！這一點非常重要，因為這意味著，作為一名網站開發人員，我只需存儲用戶密碼的哈希散列(加擾數據)，即可對其進行驗證。當用戶進行注冊時，我對密碼進行哈希散列處理，并將其存儲在數據庫中。當用戶登錄時，我只需再次對輸入的內容進行哈希散列處理，并比較兩個哈希值。由于特定的輸入始終會輸出相同的哈希值，所以該方法每次都可以成功驗證密碼。如果網站以純文本格式存儲密碼的話，則會出現巨大的安全漏洞。如果有人入侵該網站，那么他將會能獲取所有的電子郵件和密碼，并可以嘗試在其他網站上使用這些信息進行登錄。無論輸入是什么，輸出大小始終相同

聲音 | ShapeShift首席執行官：加密市場不會因家大型活動關閉:據Coingape報道，美國金融市場將于12月5日關閉以致敬剛剛過世的前總裁喬治布什。對此，ShapeShift首席執行官Erik Voorhees在其社交媒體上表示，加密市場不會因為家的大型活動而關閉。[2018/12/4]

如果對單個單詞進行哈希，則輸出將是特定的大小(對于特定的哈希函數SHA-256來說，其大小是256bits)。如果對一本書進行哈希，其輸出也將是相同的大小。這是其另一個重要特性，因為這可以節省我們的計算時間。典型的例子是在數據映射中使用哈希散列作為鍵。數據映射是計算機科學中用來存儲數據的簡單結構。

聲音 | ShapeShift創始人：加密貨幣監管將是一場與美國政府和SEC的“持久戰”:據ambcrypto消息，ShapeShift創始人Erik Voorhee近期談及了ShapeShift的KYC / AML政策以及加密貨幣行業監管問題。Voorhees表示，他在平臺上執行該政策時遇到了很多問題。他說：“我們當時大約一個月前推行該政策，這是一種奧威爾式的行為，即政府通過私營企業為其進行監控，這對于世界各地的金融公司來說是非常普遍的。”Voorhees還補充說，在對加密貨幣空間進行監管方面，與美國政府和美國證券交易委員會(SEC)之間將是一場“持久戰”。[2018/11/4]

當程序在映射中存儲數據時，會向映射提供鍵和值。當程序想要訪問該值時，它可以向映射提供適當的鍵并接收相應的值。數據映射的優勢在于它們可以立即找到數據。該鍵被用作計算機能夠立即找到的地址，這樣一來，就不必花費數小時在數百萬條記錄中進行搜索了。因為鍵就像地址一樣，不能太大。如果想將書籍存儲在數據映射中，則可以對書籍的內容進行哈希散列處理，并使用哈希值作為鍵。作為一名程序員，我可以輕而易舉地使用哈希散列來查找該書的內容，而不必按標題、作者等對數千條記錄進行排序。其工作原理是怎樣的呢？

聲音 | ShapeShift CEO：加密貨幣達1000倍時將是加密貨幣完全接管金融系統之時:加密貨幣交易所 ShapeShift CEO Erik Voorhees于14日，在接受cointelegraph（日本版）的采訪時表示，如果加密貨幣達到1000倍，將是將是加密貨幣完全接管金融系統之時，這可能需要十幾年的時間。[2018/9/14]

這部分是本文的難點，我會盡量將其簡化，省略實際的實現細節，重點介紹計算機在使用哈希散列處理數據時工作原理的基本概念。下面讓我們來看一下我為此專門編寫的一個算法——LANEHASH：我們從要進行哈希散列的數據開始

我把字母和數字轉換成1和0(計算機中的所有數據都以1和0的形式進行存儲，不同的1和0的組合代表了不同的字母)

此時，我們通過各種預設的步驟對數據進行轉換。步驟內容可以是任意的，但重要的是，每次使用LANEHASH時，我們都需要遵循相同的步驟，以便我們的算法具有確定性。我們將前4位從左側移到右側：

每隔1位進行間隔：

我們把這兩部分轉換為以十進制的數字。十進制是我們在學校中學過的“正常的”數字系統。(所有的二進制數據實際上都是數字，你可以在其他網站上在線查詢如何將二進制轉換為十進制數字)

我們將這兩個數字相乘：

然后對該數進行平方：

再將該數字轉換回二進制：

從右側切掉9bits后正好得到16bits：

然后將該二進制數據轉換回英語：

如上所示，如果輸入相同，那么最后終將會得到相同的輸出結果。但是，如果改變任何一個字母，最終的結果也將發生巨大變化。

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