什么是杂烩(a hash)？

哈希是一种数学函数，它将任意长度的输入转换为固定长度的加密输出。因此，不管涉及的原始数据量或文件大小如何，它的唯一哈希值总是相同的大小。此外，哈希不能用于“反向工程”哈希输出的输入，因为哈希函数是“单向的”（就像绞肉机；你不能把碎牛肉放回牛排里）。不过，如果对相同的数据使用这样的函数，其哈希值将是相同的，因此如果已经知道其哈希值，则可以验证数据是否相同（即未更改）。

哈希对于加密货币中的区块链管理也是必不可少的。

关键要点

• 散列是满足区块链计算所需的加密需求的函数。
• 散列的长度是固定的，因为如果有人试图破解区块链，几乎不可能猜测散列的长度。
• 相同的数据总是会产生相同的散列值。
• 散列（hash）与nonce或解决方案一样，是区块链网络的主干。
• 哈希是基于块头中的信息开发的。

哈希的工作原理

典型的散列函数使用可变长度的输入来返回固定长度的输出。加密哈希函数将哈希函数的消息传递功能与安全属性结合起来。

哈希函数是计算系统中常用的数据结构，用于检查消息的完整性和验证信息等任务。虽然他们被认为是加密“弱”，因为他们可以在多项式时间内解决，他们不容易破译。

加密散列函数为典型的散列函数添加了安全特性，使得检测消息的内容或有关收件人和发件人的信息更加困难。

特别是，加密哈希函数具有以下三个特性：

• 它们是“无碰撞的” 这意味着两个输入哈希不应该映射到同一个输出哈希。
• 它们可以隐藏起来。估计的输入值应该很难 从其 输出。
• 他们应该是友好的。选择提供预定义输出的输入应该很困难。因此，应该从尽可能宽的分布中选择输入。

由于散列的特性，它们被广泛用于在线安全，从保护密码到检测数据泄露，再到检查下载文件的完整性。

哈希和加密货币

加密货币的主干是区块链，区块链是一个通过将各个交易数据块连接在一起形成的全球分类账。区块链只包含经过验证的交易，这可以防止欺诈交易和货币的双重消费。得到的加密值是一系列与原始数据不相似的数字和字母，称为哈希。加密货币挖掘需要处理这个散列。

散列需要通过一个数学函数处理来自一个块的数据，从而得到一个固定长度的输出。使用固定长度的输出可以提高安全性，因为任何试图解密哈希的人都无法通过查看输出的长度来判断输入的长短。

解决散列从块头中可用的数据开始，本质上是解决一个复杂的数学问题。每个块头包含一个版本号、一个时间戳、前一个块中使用的哈希、Merkle根的哈希、nonce和目标哈希。

矿工们把注意力集中在一系列数字上。这个数字被附加到上一个块的散列内容中，然后对其进行散列。如果这个新的散列小于或等于目标散列，那么它被接受为解决方案，矿工得到奖励，区块被添加到区块链中。

区块链交易的验证过程依赖于使用算法哈希加密的数据。

特别注意事项

解决散列需要miner确定使用哪个字符串作为nonce，这本身就需要大量的尝试和错误。这是因为nonce是一个随机字符串。矿工在第一次尝试时成功地提出正确的nonce是极不可能的，这意味着矿工可能会在获得正确的nonce选项之前测试大量的nonce选项。难度越大（这是一种衡量创建满足目标哈希要求的哈希有多难的指标），生成解决方案可能需要的时间就越长。

散列的一个例子

对单词“hello”进行哈希运算将产生与“我要去商店”的哈希相同长度的输出。用于生成哈希的函数是确定性的，这意味着每次使用相同的输入时，它将产生相同的结果。它能有效地生成散列输入；它还使得确定输入变得困难（导致挖掘），并且对输入结果进行微小的更改，导致无法识别的、完全不同的散列。

处理加密新块所需的散列函数需要大量的计算机处理能力，这可能代价高昂。为了吸引被称为矿工的个人和公司投资于所需的技术，加密货币网络向他们奖励新的加密货币代币和交易费。矿工只有在第一个创建满足目标散列中概述的要求的散列时才能得到补偿。

常见问题

什么是散列函数(a hash function)？

哈希函数是一种数学函数，它将给定的数据集转换或“映射”为固定大小的位字符串，也称为“哈希值”

如何计算哈希值？

哈希函数使用复杂的数学算法，将任意长度的数据转换为固定长度的数据（例如，256个字符）。如果在原始数据中的任何位置更改一位，则整个哈希值都会更改，这对于验证数字文件和其他数据的保真度非常有用。

什么是用于区块链的哈希(hashes used for in blockchains)？

哈希用于区块链系统的几个部分。首先，每个块包含前一个块的块头的散列，确保在添加新块时没有任何内容被篡改。使用工作证明（PoW）的加密货币挖掘，进一步利用随机生成的数字的散列来获得包含一系列前导零的特定散列值。这种任意的功能是资源密集型的，使得一个坏的行为体很难超越网络。