比特币:三分钟读懂什么是哈希函数：三大特性及应用

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。

美联储利率掉期显示6月降息概率为三分之一，完全定价到7月会降息:金色财经报道，美联储利率掉期显示6月降息概率为三分之一，完全定价到7月会降息。[2023/5/5 14:43:29]

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

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。

数据：已有近三分之一用户完成OP空投申领:6月1日消息，据Dune的数据显示，截止发稿，已有80,285位用户完成OP的空投申领，占所有具备申领资格用户（248,699）的32.28%。[2022/6/1 3:55:20]

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：

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。

YFI筹码分析：总共30000个 近三分之一在YDAO:微博大V“超级比特币”对DeFi代币YFI进行分析，详情如下：

YFI筹码分析：总共30000个。

1. 近三分之一在YDAO，参与治理，年化收益率4%；相当感人，这是很低的收益。好像“收益优先”法则在这里失效了。

2. Aave抵押借贷3300个，感人，很多人是抵押出USDT，再去买YFI。

3. Binance，2621个，搏杀。

4. 参与YFV挖矿500多个。

5. YFI的机关池500多个，在冰淇淋挖矿。[2020/8/30]

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。

动态 | 灰度研报：超三分之一的美国投资者会考虑投资比特币:Grayscale Investments（灰度投资）今天发布了“比特币：2019年投资者研究报告”，首次对散户投资者的兴趣、观念和关于投资比特币的误解进行调查。该研究由金融市场研究公司Q8完成。报告显示。超过三分之一（36%）的美国投资者会考虑投资比特币，这代表了一个拥有超2100万投资者的潜在市场。（Globe Newswire）[2019/7/25]

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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