什么是散列？

在深入探讨比特币挖矿之前，我们需要先绕个弯，了解一下加密货币的基础概念。

为了真正理解比特币和其他加密货币的工作原理，首先必须了解“哈希”的概念。

当您看到“哈希”这个词时，有些人可能会想到哈希饼，一种流行的美式早餐食品，而像史努比狗狗（Snoop Dogg）这样的人可能会想到大麻浓缩产品。 🌿

在本课中，我将介绍另一种哈希！

这是一个技术概念，但您必须熟悉它，所以我将为您轻松地分解它。

要理解比特币挖矿的工作原理（这是下一课的内容），也需要熟悉哈希的概念，所以请不要跳过这些课程。 👁️

什么是哈希？

哈希是一种加密方法，可将任何形式的数据转换为固定长度的唯一文本字符串。

密码学是研究如何从外部观察者那里进行安全通信的技术。在互联网时代，密码学被用来保护计算机信息或“数据”。

如果还不够明显的话，加密货币中的“加密”一词就是指密码学。

散列是密码学的基本组成部分。在加密货币中，它对“加密”起着重要作用。

简单来说，散列是指通过散列函数 将任意长度的文本输入，并产生固定长度的输出。

任何数据都可以“哈希化”，无论其大小、类型或长度如何。

产生的散列总是具有相同的长度。

在下面的例子中，使用SHA-1散列函数，无论“输入”的长度如何，“输出”总是40个字符长。

下面是对这三个示例的快速比较：

输入	哈希值
你好	f7ff9e8b7bb2e09b70935a5d785e0cc5d9d0abf0
BabyPips.com	8c8780d0b70c5ef42a534846cc042629cf07a440
我	ca73ab65568cd125c2d27a22bbd9e863c10b675d

请注意，尽管“输入”不同，但三个哈希值的长度仍为40个字符。

在这个特定示例中，固定长度为40个字符，由所使用的特定哈希函数（“SHA-1”）决定，稍后我们将对此进行解释。

目前，您只需知道其他散列函数可能会输出不同的固定长度。大多数散列函数的固定长度都超过40个字符。

散列值相当于数字指纹。

唯一的数据总是会产生相同的散列值。

例如，如果您通过哈希函数运行“Hello”一百万次，上述哈希值将出现一百万次。

对于“Hello”这个词，它的SHA-1散列值始终是：

f7ff9e8b7bb2e09b70935a5d785e0cc5d9d0abf0

只有“Hello”才会产生这个哈希值。

对“Hello”的任何改动，哪怕只是将其改为“hello”，散列函数都会产生完全不同的散列值。

这就是为什么哈希值被称为数字“指纹”。

就像您的指纹独一无二一样，哈希值对于特定的输入数据也是独一无二的。

散列值无法逆转。

哈希函数的输入被称为“预像”，但为了简单起见，我仅使用“输入”一词。

散列函数的输出称为“散列值”或“摘要”，或简称为“散列”。

哈希函数的设计初衷是单向的。

由于哈希函数是单向函数，因此输出（即“哈希”）不能用于揭示输入（即“预像”）。

这意味着，如果只看到散列，就无法解密散列所代表的原始数据（“前像”）。

哈希函数会产生不可逆的哈希值。

不可逆意味着，如果只有散列，就无法用它来推断原始数据是什么。这样，原始数据就能保持安全和未知。

什么是哈希函数？

哈希函数 是一种数学运算，它使用特定的算法将任意长度的输入数据转换为固定长度的输出。

算法只是用于执行计算的一组逐步指令，由软件程序完成。

输入的内容是单个字母、单词、完整句子、书页还是整本书，这并不重要。

每个输入都会产生一个固定长度的字母数字字符串作为输出。

字母数字的意思是，输入的内容由字母和数字组成。

一个有用的散列函数可以隐藏输入可能是什么样子的任何线索。

例如，它必须无法确定输入是长是短，或者包含数字还是字母。此外，只要改变输入中的一个字符，就会产生完全不同的输出。

流行的哈希函数

所有散列函数的工作方式都类似。您输入数据，散列函数对数据进行“打乱”，并输出散列值。

常见的散列函数包括：

• MD-5：消息摘要5 （MD5）是一种常见的散列函数。过去，它被认为很安全，但如今，黑客已经发现了如何解码算法，并且能够在几秒钟内完成。
• SHA：安全散列算法 （SHA）是另一种散列函数。SHA有多种变体，分为四个系列：SHA-0、SHA-1、SHA-2和SHA-3：一般来说，数字越高，发布时间越近，算法越安全。

就我们的目的而言，目前唯一需要了解的哈希函数是安全哈希算法（SHA）。更具体地说，SHA-2系列包含一个名为SHA-256的特殊成员。

SHA-256是一种散列函数，可将一串文本转换为另一串长度始终相同的文本：64个字母数字字符。这相当于256位，这也是其名称中“256”的由来。

它之所以特殊，是因为它是比特币系统中多个部分使用的哈希函数，我们将在后面的课程中学习。目前，重要的是要知道SHA-256是一种哈希函数，也是比特币使用的哈希函数。

无论输入是《哈利·波特》一书的某页还是整部系列丛书，SHA-256散列函数的输出结果总是相同的，即64个字母数字字符。

现在让我们来看看散列在加密中的工作原理。