比特幣:科普 | 區塊鏈技術不可撼動的基石：哈希函數

這是白話區塊鏈的第1887期原創?作者|復利青年出品｜白話區塊鏈

比特幣作為加密行業第一個成功的應用，自誕生以來受到越來越多的關注。不過一旦深入一點了解比特幣背后的技術，哈希函數就是繞不開的概念，那么哈希函數到底是什么？

維基百科是這么說的：

哈希函數是一種從任何一種數據中創建小的數字指紋的方法。哈希函數把消息或數據壓縮成摘要，使得數據量變小，將數據的格式固定下來。該函數將數據打亂混合，重新創建一個叫做散列值的指紋。

百度百科和維基百科真有別稱的話，應該叫看不懂百科。給哈希函數一個簡潔的白話定義：哈希函數是一系列復雜的但輸出值位數固定的數學變換。

ParaSpace：資金已從BlockSec收回，正努力恢復cAPE與APE 1:1錨定:3月19日消息，NFT借貸協議ParaSpace宣布資金已從BlockSec收回，正在重新平衡平臺上的資金池，同時還在努力修補 cAPE 兌換，以便它可以恢復到與 APE 1:1 的比例。一旦開始分階段重新開放協議，前端之類的東西將得到修復并顯示正確準確的數據。

ParaSpace 還表示正從合約方面著手實施安全性增強，包括大額提款請求的時間鎖定提款等。ParaSpace 計劃建立跨越所有時區的 24/7 Solidity 團隊，以實時監控合約交易，同時將針對嚴重錯誤提高錯誤賞金金額至 20 萬美元。ParaSpace 已經開始面試聘請一名穩固性和安全性主管。[2023/3/19 13:13:14]

變換不能亂變換，要照著如下過程來：

美國參議員：SBF應當出席參議院銀行委員會聽證會:12月3日消息，美國參議院共和黨成員Toomey表示，數字貨幣交易所FTX創始人Sam Bankman-Fried應當出席參議院銀行委員會聽證會。[2022/12/3 21:20:25]

1、任何長度的內容2、經過這系列復雜但固定的數學變換后3、會輸出一個固定長度和格式的數據

腳注：數學領域會用H表示這經過變化后輸出的數值，中文名叫消息摘要或數字指紋。

比如，在比特幣中，公鑰生成地址時用到的哈希函數SHA256，后面的“256”的意思是輸出是固定256位長度的數據。

這數學變換不是任意變換都能被稱之為哈希函數，一個數學變換要升級為哈希函數必須符合三個條件：唯一性、單向性、暴力求解：

Immutable X聯創：NFT版稅在Immutable X上是有保證的:10月17日消息，NFT Layer2解決方案Immutable X聯合創始人Robbie Ferguson發推文稱，“NFT版稅在Immutable X上是有保證的”，NFT市場和創作者可以從資產交易中持續變現。Robbie Ferguson表示，NFT版稅在該協議上的所有市場都是強制的，“這意味著市場不會被迫通過提供可選版稅來競爭，但可以保證經濟”。

此前消息，Solana生態NFT市場Magic Eden已啟用可選版稅。[2022/10/17 17:29:11]

1、哈希函數的唯一性

直觀的理解就是：只有輸入X，才能得到H。理解這個特性時，可以把哈希函數理解成你和你的指紋，你是輸入，你的指紋是輸出，唯一性就是指只有你才能有你的指紋，在比特幣里就是指，你轉賬用的比特幣地址，只有你的公鑰才能生成，就像你的指紋是獨一無二的一樣，世界上沒有任何其他人能生成和你一樣的轉賬地址。

以太坊L2網絡總鎖倉量回落至51.7億美元:金色財經報道，L2BEAT數據顯示，截至目前，以太坊Layer2上總鎖倉量為51.7億美元。近7日跌4.12%，其中鎖倉量最高的為擴容方案Arbitrum，約25.6億美元，占比49.6%。其次是Optimism，鎖倉量15.5億美元，占比30.1%。dYdX占據第三，鎖倉量5.05億美元，占比9.76%。[2022/8/27 12:52:32]

2、哈希函數的單向性

哈希函數的單向性是指H是無法反向推導X。如果給你一個指紋，僅有一個指紋的你，是絕對想象不出指紋的主人到底是男是女，到底長什么樣，只能知道這是個指紋。

哈希函數的單向性可以用一個不準確但十分形象的類比來直觀理解——來猜猜下巴的主人是誰？

這Man味十足的迷人下巴主人是白宇？是張震？還是趙又廷？謎底揭曉：是我們喜愛的坤坤，不是蔡徐坤，而是鄉村F4謝廣坤↓

因為哈希函數的單向性，所以在比特幣里，即使我們的收款地址是公開的，但是沒人能知道我們生成收款地址的公鑰是什么，更無法知道生成公鑰的私鑰是什么。

市面上有一種言論說，量子計算機的出現會讓比特幣一文不值，但現在你應該知道，即使量子計算機出現可，目前也難以攻破哈希函數，哈希函數是中本聰為比特幣設置的一道安全鎖，希望比特幣有充足的時間升級到抗量子的加密算法。

3、哈希函數的暴力求解

如果知道哈希值H真想找到輸入值X，只能從源頭出發，一個數一個數去嘗試，每個數都套到哈希函數里，然后看看輸出的哈希值是不是等于H。

就像如果你真想知道某個指紋是誰的指紋，你只能全世界一個個人找過去，去對比每一個手里的指紋和這個指紋，是不是完全相同，沒有絲毫偏差。?02?

哈希函數因為這三個特性變成了中本聰手里的利器，幫助他在設計比特幣的路上解決了多個難題，在比特幣白皮書中，除了簡介和結論的10個章節里，幾乎每個章節都能看到哈希函數的使用。

用哈希函數的唯一性用來防止作假——數字簽名

用哈希函數的唯一性來提升效率——默克爾樹檢索交易記錄

用哈希函數的單向性用來保密——公鑰生成比特幣的地址

用哈希函數的暴力求解來設計比特幣的工作量證明——當范圍足夠大的時候，拿著指紋去找指紋擁有人是不可能的事情，但如果把范圍縮小呢，比如在一個只有幾百萬人的城市里找，難度就會小很多，這就是比特幣的mining難度調整機制，想要難度高一點那就把范圍擴大一點，想要難度低一點就把范圍縮小一點。

1953年哈希函數出現，1970年哈希函數蓬勃發展，2001年SHA-256出現，在2008年時，哈希函數卻在中本聰手里被玩出了花，成為了區塊鏈技術里不可撼動的基石。

從這個角度看，多少讓人理解了為什么專家和大牛都忍不住夸贊中本聰天才，甚至懷疑中本聰是不是外星人。

至此，雖然比特幣白皮書中技術原理你只是懂了一個基礎知識哈希函數，但這一點都不妨礙你理解了比特幣白皮書里50%想要表達的內容。

END

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