COIN:三分钟读懂什么是哈希函数：三大特性及应用_Cere Network

作者|复利青年

出品｜白话区块链

想进一步了解区块链技术和比特币的小伙伴，就不得不翻越技术的围墙，从技术的角度，“睁眼”看看区块链世界里第一个杀手级成功应用比特币，看看中本聪为什么能被称为外星人，而提到区块链的技术这就不得不提到，学习区块链技术经常被使用到的一个知识——哈希函数。

哈希函数是一种从任何一种数据中创建小的数字指纹的方法。哈希函数把消息或数据压缩成摘要，使得数据量变小，将数据的格式固定下来。该函数将数据打乱混合，重新创建一个叫做散列值的指纹。

百度百科和维基百科真有别称的话，应该叫看不懂百科。给哈希函数一个简洁的白话定义：哈希函数是一系列复杂的但输出值位数固定的数学变换。

数据：以太坊网络平均交易费较上月下降约三分之一至7.34美元:6月5日消息，由于meme狂潮和MEV Bot活动，以太坊网络的平均交易费在5月达到数月高点后，在6月的第一周大幅下降，已降至7.34美元，比上个月20美元的高点下降了近三分之一。就Gwei而言，根据Dune Analytics数据，Gas价格的每日中位数为1枚ETH的十亿分之一，已从上个月近140 gwei的峰值降至24 gwei。[2023/6/5 21:16:59]

变换不能乱变换，要照着如下过程来：

1、任何长度的内容

2、经过这系列复杂但固定的数学变换后

数据：17个ARB鲸鱼地址共减持约三分之一:金色财经报道，据链上分析师余烬统计，在ARB价格经历了一波冲击1.8美元的行情后，17个ARB鲸鱼地址中有些已高位清仓，有些还在继续买入：6个地址有卖出，其中4个地址是全部卖出；3个地址有加仓；8个地址没有变动。总体上这些鲸鱼们在这次反弹里减持了约三分之一的ARB。[2023/4/24 14:23:04]

3、会输出一个固定长度和格式的数据

脚注：数学领域会用H表示这经过变化后输出的数值，中文名叫消息摘要或数字指纹。

比如，在比特币中，公钥生成地址时用到的哈希函数SHA256，后面的“256”的意思是输出是固定256位长度的数据。

知情人士：Alameda曾在2018年XRP的交易中损失超过三分之二的资产:金色财经报道，在FTX倒闭之前，人们认为Alameda Research是业内顶级的量化交易公司和做市商之一。然而，这种看法在很大程度上可能只是表面现象，最近的一份报告详细说明Alameda早在 2018年就遭遇了财务困境。知情人士表示，2018年春季，Alameda因押注XRP而遭受重创，损失了Alameda超过三分之二的资产。知情人士解释说，因此SBF开始再次征集贷款，并承诺20%的回报率。《华尔街日报》看到的一份文件显示，SBF的律师解释了Alameda如何在向贷方进行的一次特定推销中成为顶级做市商，但律师没有透露任何财务信息。

此外，报告详细说明，当SBF创办Alameda时，这家贸易公司通过套利赚取了数百万美元。作为套利者，SBF声称机会来自日本和韩国等国家，因为比特币在这些地区交易溢价。由于在韩国存在所谓的“泡菜溢价”，SBF表示BTC有时会高出30%，在日本则高出10%。有大量报道强调Alameda通过加密货币套利赚取了数百万美元，但《华尔街日报》最近于 2022 年 12 月 31 日发表的一篇报道详细说明了Alameda的交易并不总是有利可图。[2023/1/3 22:21:17]

这数学变换不是任意变换都能被称之为哈希函数，一个数学变换要升级为哈希函数必须符合三个条件：唯一性、单向性、暴力求解：

比特币投资公司NYDIG上月裁员约110人，占员工总数三分之一:10月14日消息，据华尔街日报援引消息人士报道，比特币投资公司NYDIG于9月22日通知受裁员影响的员工，裁员人数约为110人，大概占公司员工总数的三分之一。知情人士表示，员工被告知公司正在寻求削减开支，并将其重点缩小到更有前途的业务。

此前报道，10月3日，NYDIG发布公告表示，其首席执行官Robert Gutmann和总裁Yan Zhao将离职，但会留在NYDIG母公司Stone Ridge Holdings。Tejas Shah和Nate Conrad将分别担任新任首席执行官和总裁，二人此前分别担任该机构全球金融主管和全球支付主管。[2022/10/14 14:27:28]

1、哈希函数的唯一性

直观的理解就是：只有输入X，才能得到H。理解这个特性时，可以把哈希函数理解成你和你的指纹，你是输入，你的指纹是输出，唯一性就是指只有你才能有你的指纹，在比特币里就是指，你转账用的比特币地址，只有你的公钥才能生成，就像你的指纹是独一无二的一样，世界上没有任何其他人能生成和你一样的转账地址。

2、哈希函数的单向性

哈希函数的单向性是指H是无法反向推导X。如果给你一个指纹，仅有一个指纹的你，是绝对想象不出指纹的主人到底是男是女，到底长什么样，只能知道这是个指纹。

哈希函数的单向性可以用一个不准确但十分形象的类比来直观理解——来猜猜下巴的主人是谁？

这Man味十足的迷人下巴主人是白宇？是张震？还是赵又廷？谜底揭晓：是我们喜爱的坤坤，不是蔡徐坤，而是乡村F4谢广坤↓

因为哈希函数的单向性，所以在比特币里，即使我们的收款地址是公开的，但是没人能知道我们生成收款地址的公钥是什么，更无法知道生成公钥的私钥是什么。

市面上有一种言论说，量子计算机的出现会让比特币一文不值，但现在你应该知道，即使量子计算机出现可，目前也难以攻破哈希函数，哈希函数是中本聪为比特币设置的一道安全锁，希望比特币有充足的时间升级到抗量子的加密算法。

3、哈希函数的暴力求解

如果知道哈希值H真想找到输入值X，只能从源头出发，一个数一个数去尝试，每个数都套到哈希函数里，然后看看输出的哈希值是不是等于H。

就像如果你真想知道某个指纹是谁的指纹，你只能全世界一个个人找过去，去对比每一个手里的指纹和这个指纹，是不是完全相同，没有丝毫偏差。02

哈希函数因为这三个特性变成了中本聪手里的利器，帮助他在设计比特币的路上解决了多个难题，在比特币白皮书中，除了简介和结论的10个章节里，几乎每个章节都能看到哈希函数的使用。

用哈希函数的唯一性用来防止作假——数字签名

用哈希函数的唯一性来提升效率——默克尔树检索交易记录

用哈希函数的单向性用来保密——公钥生成比特币的地址

用哈希函数的暴力求解来设计比特币的工作量证明——当范围足够大的时候，拿着指纹去找指纹拥有人是不可能的事情，但如果把范围缩小呢，比如在一个只有几百万人的城市里找，难度就会小很多，这就是比特币的mining难度调整机制，想要难度高一点那就把范围扩大一点，想要难度低一点就把范围缩小一点。

1953年哈希函数出现，1970年哈希函数蓬勃发展，2001年SHA-256出现，在2008年时，哈希函数却在中本聪手里被玩出了花，成为了区块链技术里不可撼动的基石。

从这个角度看，多少让人理解了为什么专家和大牛都忍不住夸赞中本聪天才，甚至怀疑中本聪是不是外星人。

至此，虽然比特币白皮书中技术原理你只是懂了一个基础知识哈希函数，但这一点都不妨碍你理解了比特币白皮书里50%想要表达的内容。

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