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什么是区块链哈希算法?加密货币中哈希算法的应用有哪些?

什么是区块链哈希算法?加密货币中哈希算法的应用有哪些?
简言之,哈希算法是将任意长度的字符串映射为较短的固定长度的字符串。比特币则是使用SHA-256摘要算法对任意长度的输入给出的是256bit的输出。那么,加密货币中哈希算法的应用

简言之,哈希算法是将任意长度的字符串映射为较短的固定长度的字符串。比特币则是使用SHA-256摘要算法对任意长度的输入给出的是256bit的输出。那么,加密货币中哈希算法的应用有哪些?

加密哈希函数

数据结构

挖矿

加密哈希函数:

一个加密哈希函数有如下特性:

确定性 :无论在同一个哈希函数中解析多少次,输入同一个A总是能得到相同的输出h(A)。

高效运算 :计算哈希值的过程是高效的。

抗原像攻击(隐匿性) :对一个给定的输出结果h(A),想要逆推出输入A,在计算上是不可行的。

抗碰撞性(抗弱碰撞性) :对任何给定的A和B,找到满足B≠A且h(A)=h(B)的B,在计算上是不可行的。

细微变化影响 :任何输入端的细微变化都会对哈希函数的输出结果产生剧烈影响。

谜题友好性 :对任意给定的Hash码Y和输入值x而言,找到一个满足h(k|x)=Y的k值在计算上是不可行的。

加密哈希函数对区块链的安全性和挖矿有巨大的帮助。

数据结构:

有两种数据结构对于理解区块链非常重要:链表和哈希指针。

链表:链表是依次按顺序连接而成的数据区块,如下图所示:

在链表中的每个区块都通过一个指针指向另一个区块。

指针:指针是包含其他变量地址的变量。因此,正如其名,指针就是指向其他变量的变量。

哈希指针:哈希指针不仅有其他变量的地址,还有该变量中数据的哈希值。那么,这对区块链而言有何帮助呢?

区块链的构成如下图所示:

区块链本质上是一个链表,其中的每个新区块都包含一个哈希指针。指针指向前一区块及其含有的所有数据的哈希值。借此特性,区块链拥有了不可更改性(immutability)的伟大特质。

区块链如何实现其不可更改性?

假设在上面的图表中,有人尝试篡改1号区块中的数据。请记住加密哈希函数的一个重要特质是任何输入端的细微变化都会对哈希函数的输出结果产生剧烈影响。

那么,即便有人尝试对1号区块里的数据进行细微的改写,也会使得存储在2号区块里的1号区块的哈希值产生巨大的变化。接下来,这将导致2号区块的哈希值发生变化,进而影响存储在3号区块的哈希值。以此类推,最终整条区块链上的数据都会发生变化。这种通过冻结整条链条来修改数据的方式几乎是不可能做到的。正因如此,区块链被认定为是不可篡改的。

每个区块都有自己的梅克尔根(Merkle Root)。现在,正如你已知道的,每个区块里都包含多笔交易。如果将这些交易按线性存储,那么在所有交易中寻找一笔特定交易的过程会变得无比冗长。

而这就是我们使用梅克尔树的原因。

在梅克尔树中,所有个体交易通过哈希算法都能向上追溯至同一个根。这就使得搜索变得非常容易。因此,如果想要在区块里获取某一特定的数据,我们可以直接通过梅克尔树里的哈希值来进行搜索,而不用进行线性访问。

挖矿

加密谜题被用来挖掘新的区块,因此哈希算法仍然至关重要。其工作原理是调整难度值的设定。随后,一个被命名为“nonce”的随机字符串被添加到新区块的哈希值上,然后被再次哈希。接着,再来检验其是否低于已设定的难度值水平。如果低于,那么产生的新区块会被添加至链上,而负责挖矿的矿工就会获得奖励。如果没有低于,则矿工继续修改随即字符串“nouce”,直至低于难度值水平的值出现。

正如你所见,哈希算法是区块链和加密经济学中一个至关重要的部分。

哈希其实是密码学的基础,理解哈希是理解数字签名和加密通信等技术的一个必要前提。它的英文是hash,其本意是切碎并搅拌的意思,哈希函数的运算结果就是哈希值,通常简称为哈希,而哈希函数有时候也翻译做散列函数。根据我们的搜索,在维基百科的定义中,哈希函数要做的事情是给一个任意大小的数据生成出一个固定长度的数据,作为它的映射。很多投资者看到这里都想要知道哈希算法的作用有哪些?下面就让小编为大家盘点一下哈希算法的作用。

哈希算法的作用有哪些?

哈希算法在生活中的应用要比我们想象中要广泛。

它可以检验信息是否是相同的,这样的优势是可以节省重复数据传送的时间。就像我们在一些网盘中上传的文件,如果文件内容相同的话,哪怕属于不同的用户,也可以通过对比哈希值避免向服务器重复上传相同的文件,可以很大程度上节约存储资源,提高存储效率。除此之外,哈希算法也可以对网站注册用户的密码进行加密保护。

在密码学中,哈希算法的主要作用是用于消息摘要和签名,主要用于消息的完整性校验。哈希算法不可逆,用于密文保存密码的签名,网站后台只保存签名值。这样即使网站保存的信息被盗取,也无法获取用户的密码,具有更高的安全性。

哈希算法的分类

下一步我们把哈希函数分类,更细致的聊聊哈希算法的特点。首先说哈希算法有很多种,例如md5,sha256等等,但是它们总体上可以分为两大类,一类是普通哈希,另外一类是加密哈希,cryptographic hash function。

业界可以找到的哈希算法是有很多种的。我们可以大致按照输出的哈希的长度来聊,虽然哈希算法的安全性也不单单是跟哈希长度有关,但是一般哈希值越长也就是越安全。

例如CRC-32的输出是32 bit,也就是32位的二进制数,表示成十六进制就是8位。MD5算法的哈希是32位16进制数,比较常见。SHA-256是256个Bit,十六进制表示就是64位。这些算法可以分成普通哈希和加密哈希算法,两种算法之间没有特别明显的区别。例如本来MD5就是设计出来做加密哈希的,但是后来由于计算机的发展MD5出现碰撞的可能性就很大了,所以目前MD5只能当普通哈希用,用来做数据校验。

加密哈希跟普通哈希的区别就是安全性,一般原则是只要一种哈希算法出现过碰撞,就会不被推荐成为加密哈希了,只有安全度高的哈希算法才能用作加密哈希。

同时加密哈希其实也能当普通哈希来用,Git版本控制工具就是用SHA-1这个加密哈希算法来做完整性校验的。一般来讲越安全的哈希算法,处理速度也就越慢,所以并不是所有的场合都适合用加密哈希来替代普通哈希。

在密码学领域,有两个算法都是把数据做输入,而输出是一段谁也看不懂的数据。其中一个就是哈希算法,另外一个是加密算法。注意,哈希算法和加密算法是完全不同的。

首先哈希算法的输出长度是固定的,而加密算法的输出长度是跟数据本身长度直接相关的,第二,哈希是不可以逆向运算出数据的,而加密算法的输出是要能够逆向运算出数据的。关于加密算法。

以上就是小编对于哈希算法的作用有哪些这一问题的详细分析以及对于哈希算法作用的盘点。总的来说,哈希算法的种类还是非常多的,一般来说长度越长的算法基本认为越安全。安全度低的哈希算法被认为是普通的哈希算法,它的主要作用就是来做完整性的校验,而安全度高的哈希算法则被称为加密哈希算法,会被用在加密算法中。目前最流行的加密算法是SHA-2 ,但是大家要知道SHA-2不是一种算法,而是一系列算法的统称。

区块链都有什么算法?区块链核心算法有哪些?近日,在加密货币经历“混乱时期”后,区块链再次火爆起来,受到了各方的极大关注与重视,成为资本市场和各领域关注的焦点,就连朋友圈中的探讨和分享也让人目不暇接。那么,区块链到底是什么?区块链的核心算法又有哪些?

区块链核心算法一:拜占庭协定

拜占庭的故事大概是这么说的:拜占庭帝国拥有巨大的财富,周围10个邻邦垂诞已久,但拜占庭高墙耸立,固若金汤,没有一个单独的邻邦能够成功入侵。任何单个邻邦入侵的都会失败,同时也有可能自身被其他9个邻邦入侵。拜占庭帝国防御能力如此之强,至少要有十个邻邦中的一半以上同时进攻,才有可能攻破。然而,如果其中的一个或者几个邻邦本身答应好一起进攻,但实际过程出现背叛,那么入侵者可能都会被歼灭。于是每一方都小心行事,不敢轻易相信邻国。这就是拜占庭将军问题。

在这个分布式网络里:每个将军都有一份实时与其他将军同步的消息账本。账本里有每个将军的签名都是可以验证身份的。如果有哪些消息不一致,可以知道消息不一致的是哪些将军。尽管有消息不一致的,只要超过半数同意进攻,少数服从多数,共识达成。

由此,在一个分布式的系统中,尽管有坏人,坏人可以做任意事情(不受protocol限制),比如不响应、发送错误信息、对不同节点发送不同决定、不同错误节点联合起来干坏事等等。但是,只要大多数人是好人,就完全有可能去中心化地实现共识。

区块链核心算法二:非对称加密技术

在上述拜占庭协定中,如果10个将军中的几个同时发起消息,势必会造成系统的混乱,造成各说各的攻击时间方案,行动难以一致。谁都可以发起进攻的信息,但由谁来发出呢?其实这只要加入一个成本就可以了,即:一段时间内只有一个节点可以传播信息。当某个节点发出统一进攻的消息后,各个节点收到发起者的消息必须签名盖章,确认各自的身份。

在如今看来,非对称加密技术完全可以解决这个签名问题。非对称加密算法的加密和解密使用不同的两个密钥,这两个密钥就是我们经常听到的”公钥”和”私钥”。公钥和私钥一般成对出现,如果消息使用公钥加密,那么需要该公钥对应的私钥才能解密;同样,如果消息使用私钥加密,那么需要该私钥对应的公钥才能解密。

区块链核心算法三:容错问题

我们假设在此网络中,消息可能会丢失、损坏、延迟、重复发送,并且接受的顺序与发送的顺序不一致。此外,节点的行为可以是任意的:可以随时加入、退出网络,可以丢弃消息、伪造消息、停止工作等,还可能发生各种人为或非人为的故障。我们的算法对由共识节点组成的共识系统,提供的容错能力,这种容错能力同时包含安全性和可用性,并适用于任何网络环境。

区块链核心算法四:Paxos算法(一致性算法)

Paxos算法解决的问题是一个分布式系统如何就某个值(决议)达成一致。一个典型的场景是,在一个分布式数据库系统中,如果各节点的初始状态一致,每个节点都执行相同的操作序列,那么他们最后能得到一个一致的状态。为保证每个节点执行相同的命令序列,需要在每一条指令上执行一个“一致性算法”以保证每个节点看到的指令一致。一个通用的一致性算法可以应用在许多场景中,是分布式计算中的重要问题。节点通信存在两种模型:共享内存和消息传递。Paxos算法就是一种基于消息传递模型的一致性算法。

区块链核心算法五:共识机制

区块链共识算法主要是工作量证明和权益证明。拿比特币来说,其实从技术角度来看可以把PoW看做重复使用的Hashcash,生成工作量证明在概率上来说是一个随机的过程。开采新的机密货币,生成区块时,必须得到所有参与者的同意,那矿工必须得到区块中所有数据的PoW工作证明。与此同时矿工还要时时观察调整这项工作的难度,因为对网络要求是平均每10分钟生成一个区块。

区块链核心算法六:分布式存储

分布式存储是一种数据存储技术,通过网络使用每台机器上的磁盘空间,并将这些分散的存储资源构成一个虚拟的存储设备,数据分散的存储在网络中的各个角落。所以,分布式存储技术并不是每台电脑都存放完整的数据,而是把数据切割后存放在不同的电脑里。就像存放100个鸡蛋,不是放在同一个篮子里,而是分开放在不同的地方,加起来的总和是100个。

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