比特幣:科普 | 比特幣挖礦用的SHA256算法是什么？

視頻來源：MatthewEnduresTeaching

翻譯：Cobo錢包

世界上最流行的計算機算法大概就是SHA256哈希算法了。首先看下它的定義——一種具有確定性的單向哈希函數。我們逐詞解釋一下：

「算法」就是執行操作的一系列步驟/過程；

「哈希函數」是一種數學函數，輸入的長度可以是任意的，但輸出的長度是固定的，可以把它理解為文件的數字指紋；

具有「確定性」的特征，意思是同一個輸入值，總能得到相同的輸出值。

聲音 | 上海股交所總經理：區塊鏈想要大規模發展要做好社會科普工作:金色財經報道，上海股交所總經理張云峰表示，區塊鏈當前還處于一個“概念”的階段，距離成熟應用，影響到百姓的日常生活還有很長的路要走。對于“區塊鏈”和其會帶來的社會和經濟效果，沈陽應當持審慎的態度。區塊鏈想要大規模發展，一方面要做好這項復雜技術的社會科普工作，加快社會大眾對區塊鏈的了解。另一方面，要充分發揮市場的作用，讓企業用實實在在的技術創新，賦能實體經濟的發展。[2019/11/17]

動態 | 美國演說家Anthony Robbins開始科普什么是比特幣:美國演說家安東尼·羅賓（Anthony Robbins）在自己的網站上發布了一篇比特幣的科普文章，并在推特上向自己的粉絲介紹什么是比特幣，目前他的推特賬戶共有粉絲304萬人。[2019/1/1]

SHA256是指輸出值為256位的安全的哈希算法，那「單向」是什么意思呢——單向代表了函數很難逆推。有些函數很容易逆推，比如加30，只需減30就可以逆推回來；但如果你要逆推兩個大素數的乘法公式就很難。

SHA256函數是一種單向散列算法，輸入值可以是任意類型和長度，輸出值位數均為256位，可能是256個1和0——這是一個很長的數，所以通常會寫成一段64位十六進制數。

科普時報：區塊鏈與云計算長期發展目標不謀而合:據《科普時報》今日報道，區塊鏈與云計算兩項技術的結合，從宏觀上來說，一方面，利用云計算已有的基礎服務設施或根據實際需求做相應改變，實現開發應用流程加速，滿足未來區塊鏈生態系統中初創企業、學術機構、開源機構、聯盟和金融等機構對區塊鏈應用的需求。另一方面，對于云計算來說，“可信、可靠、可控制”被認為是云計算發展必須要翻越的“三座山”，而區塊鏈技術以去中心化、匿名性，以及數據不可篡改為主要特征，與云計算長期發展目標不謀而合。[2018/5/4]

這個公式有兩個有趣又實用的特點：

首先，如果你得到了同樣的哈希值，或者說是數字指紋，就是因為你輸入了完全相同的輸入值，兩個不同的輸入值不會得出同一個輸出值。

那哈希值數量有多少呢——2的256次方。

另一個有趣的特點是蝴蝶效應，只要輸入值改變一點點輸出值就會變。舉個例子，我現在拍一張照片，像素：1000x1000，文件長度：2400萬位，用SHA256算法來運行一下，得出一個哈希值。現在來改變輸入值中的某一個小單位，放大這個電線桿的像素，把綠色值的0改為1，重新用SHA256算法運行一遍，就得到一個完全不同的輸出值，這還只是改變了2400萬單位中的一個。

以上兩個特點幫助SHA256適用于各種場景：密碼學、數字簽名、認證，以及比特幣。

SHA256在比特幣協議中發揮著關鍵的作用，任何人都可以在自己的計算機上運行這個數學函數，但沒有人能逆推它。如果你可以逆推這個算法，你就可以比其他人挖礦挖得更快，然后賺很多錢。

比特幣挖礦的過程，就是找到輸入值的過程，這個輸入值通過SHA256算法產生了一串開頭帶有約70個零的輸出值。但是，因為沒有已知的公式，每個人能做的也只是通過蠻力一個數一個數去試，直到找到正確的輸入值。不過比特幣挖礦只需要找到一個接近的哈希值就好，不需要完全匹配。實際上，挖礦難度可以調整，保證大概每十分鐘能有礦工找到匹配的輸入值，然后賺取12.5比特幣的出塊獎勵，這就是為什么我認為它是地球上最流行的算法，或者應該說是地球上最常用的算法。

為了跑贏比特幣挖礦的競賽，人們專門使用了可以很快運行SHA256算法的計算機，有多快呢？

如果把全世界所有比特幣礦工加起來，目前他們每秒正在運算6千億億個哈希值，分秒不休，日復一日。

所以我說SHA256是最流行的算法，這個結論還是很公道的。我覺得可能會有其它的字符處理算法和它競爭，比如傅里葉變換函數，但是每秒能運算超過6千億億次嗎？

我不知道...

Anyway，我說這些就是想表明：沒有人能找到比特幣挖礦的捷徑，雖然找捷徑有巨大的經濟動力，或許有人能找到，但他們不會那樣做，只會選擇遵循規則...

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