區塊鏈:區塊鏈中的哈希到底是什么？

什么是哈希？

哈希是將任意長的輸入編程加密的固定長度輸出的過程。哈希并不等同于加密方法，因為無法解密哈希值來獲取原始數據。事實上哈希是一種單項加密函數。有了哈希函數，就可以將互聯網上的數據以固定長度字符串的形式來保存。其中一種方法就是SHA-256，SHA-256是SHA-1的后繼者，SHA-1的輸出是160位的。哈希是如何應用在區塊鏈中的？

在區塊鏈中，每個區塊中都有前一個區塊的哈希值，前一個區塊叫做當前區塊的父區塊。由于每個區塊都有前一個區塊的哈希值，當修改當前區塊的任意數據都會導致區塊的哈希值發生變化，這會對前一個區塊產生影響，因為其中含有前一個區塊的地址。比如，當前有兩個區塊，一個是當前區塊，一個是父區塊。當前區塊中有父區塊的地址，如果需要修改當前區塊的數據，就需要對父區塊鏈進行修改。如果只有兩個區塊就比較好修改數據，但事實上區塊鏈上有很多的區塊。截至2020年1月24日12：32，一共有614272個區塊，第614272個區塊的哈希值為00000000000000000007a6be31011560f1e3abe8f125e356a31db6051753334e。如果想要修改第614272個區塊的數據，那么614271區塊的哈希地址就會發生改變，但是修改所有614271個區塊的哈希值是不可能的，因此區塊鏈中數據的不可篡改和可信賴的。區塊鏈的第一個區塊叫做Genesis區塊。研究人員對該過程進行了可視化：

浙商銀行探索區塊鏈等與銀行業務深度融合:浙商銀行立足“兩最”總目標，積極運用金融科技手段，探索區塊鏈、人工智能、生物識別、自然語言識別、云計算與大數據等前沿技術與銀行業務的深度融合，打造技術支撐平臺。（人民網）[2020/9/5]

如果對輸入產生小的修改，都可能會導致輸出產生大的改變。哈希是區塊鏈技術和不可篡改和潛力的核心基礎和最重要的方面。哈希維護了記錄和查看數據的真實性，區塊鏈的完整性也是這樣的。這也是區塊鏈技術最重要的技術特征的一部分，只有理解了哈希才能了解區塊鏈不可篡改性的潛力和價值。MerkleTree是什么?

吉林省法院部署2020年工作：要深入推進區塊鏈技術創新應用:2月28日，吉林省法院召開網絡安全和信息化領導小組2020年第一次會議，聽取2019年全省法院網絡安全和信息化建設情況匯報，研究部署2020年工作。會議要求，要以重點任務為抓手，全面加快智慧法院建設工作。深入推進區塊鏈技術創新應用，全面加快業務場景的創新應用研發。（新浪網）[2020/2/29]

當有大量數據需要驗證時，就需要消耗大量的內存來存儲和確保安全，這個過程很難。但是又了馬爾科夫樹，就可以輕易解決這些問題。馬爾科夫樹是區塊鏈技術的基礎，在該結構中，可以很容易地在大量數據中找出哪些數據發生了變化，整個數據驗證的過程非常高效。比特幣和以太坊中都使用了馬爾科夫樹。

動態 | 中央財經大學聯合互鏈脈搏推出區塊鏈經理人指數 3月份區塊鏈行業整體向好:據新浪財經消息，近日，中央財經大學共識經濟學課題組聯合互鏈脈搏共同推出區塊鏈經理人指數——BMI（ Blockchain Manager Index），以及配套指數體系。3月份BMI為62.7，大幅高于榮枯線，表明區塊鏈行業整體向好。[2019/4/8]

從上圖可以看出，所有的交易都在底部，最頂部的哈希值叫做Roothash或Merkleroot。如上圖所示，有4個交易A、B、C、D。A和B哈希后會形成一個哈希值，C和D會形成另一個哈希值，AB的哈希結果和CD哈希結果會組合來形成一個新的哈希值——Roothash或MerkleRootABCD。Roothash有所有交易的信息。馬爾科夫樹會重復計算節點對的哈希值，直到只剩下一個哈希值，就是Roothash。Merkletree是一個二叉樹，所以需要偶數個葉子結點，如果交易數是奇數，那么最后一個哈希值會復制一次來創建偶數個葉子節點。

第五屆TiD質量競爭力大會將在京舉辦 新增區塊鏈主題:由中關村智聯軟件服務業質量創新聯盟主辦，中國軟件行業協會系統與軟件過程改進分會、北京軟件和信息服務業協會智能分會協辦的第五屆TiD質量競爭力大會將于2018年7月15日-18日在北京國家會議中心召開。會議議題除原有的ChinaTest、AgileChina、SPIChina、大數據、軟件工程研究與實踐、成本度量等方向，今年新增人工智能、區塊鏈、云、系統思考、信息安全五大主題，緊扣行業智能化技術和產業發展趨勢，解決軟件技術在企業實踐應用中出現的問題。[2018/5/17]

如上圖所示，可以看出奇數值的交易數中有復制的交易進行了哈希，表明Merkletree會計算奇數的葉子樹。所有交易數據會總結稱一個Roothash，保存在區塊頭中。數據中有任何改變，整個哈希值就會變化，如果哈希值變化了，Merkleroot就會發生變化。Merkletree可以幫助維護數據的完整性。Merkletree的另一個好處是如果想要了解特定交易的狀態，無需下載整個區塊鏈，只需要請求豎直證明和樹的特定分支，驗證一個特定的交易分支。如何用哈希來確保數據安全？

哈希還增加了數據的安全性。因為沒有加密數據，所以無需也無法解密數據。因為哈希函數是單向加密函數，加密哈希函數需要滿足一些關鍵特征才能保證是有用的，包括：每個哈希值都是不同的相同的消息會生成相同的哈希值無法根據哈希值確定輸入值輸入值的微小變化也會導致整個哈希值的變化哈希可以幫助確定數據是否被修改過。比如，之前下載了一些重要信息，為確定數據是否被修改過，可以對數據進行哈希計算，并比較數據的哈希值和接收到的數據的哈希值。如果哈希值相同，就表明數據沒有被修改過，如果哈希值不匹配，就表明數據在發送后接收前被修改了。

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