区块链和哈希函数

说到不可篡改的特性，就不得不提到哈希函数。 什么是哈希？ 什么是哈希函数？ 哈希函数与区块链有什么关系？

12月7日，由中国科学院主办、中国信息通信研究院支持的“区块链技术与应用”科技前沿论坛在深圳开幕。 中国科学院信息技术部郑志明院士、数学物理部王小云院士分别发表了主旨演讲。 同时，来自政府和企业界的300多位代表参会，共同探讨区块链和数字身份。 , 讨论监管技术和金融应用等话题。 论坛上，王小云院士从密码学的角度介绍了区块链技术，阐述了密码学的重要性和密码学的发展现状。 她说，区块链技术并不神秘。 哈希函数、数字签名算法和加密算法是区块链的三大基础技术，其中哈希函数是起源技术。

哈希和哈希函数

散列（hash），又称“散列”。 哈希（hash）在英文中的原意是“混合”、“拼凑”、“重新表达”。 从某种程度上说，散列是一种与排序相反的操作。 排序是将集合中的元素按照一定的方式如字典顺序排列在一起，而散列是通过计算散列值打破元素之间原有的关系。 关系，使集合中的元素按照哈希函数的分类排列。

哈希函数（Hash Function）是一种特殊的数字方程，又称为散列算法； 它可以将任意长度的二进制值映射为较短且固定长度的随机字符串（哈希值）。 具体来说，无论输入是单个字母、单词、句子、整本书等，经过哈希函数运算后，输出值的长度都是一样的。 它是一种单向密码体制，即从明文到密文的不可逆映射，只有加密，没有解密。

哈希函数的特点

1、唯一性：即不会有输入x≠y，但H(x)=H(y)。 事实上，这个特性在理论上是无效的。 比如比特币目前使用的SHA256算法会有2^256个输出，如果我们做2^256+1个输入，那么必然会发生碰撞。 事实上，理论上已经证明通过2^130次输入就有99%的可能性发生碰撞，但即便如此，即使人类制造的所有计算机从宇宙诞生到今天一直在运行，发生碰撞的概率极小。 因此，输入的明文与输出的哈希数据一一对应，输入信息的任何变化都必然导致最终输出的哈希数据发生变化。

2.不可逆性：也就是说，对于给定的输出结果H(x)，在计算上不可能反向推导输入x。 如果想得到 H(x) 可能的原始输入，没有比穷举更好的方法了。 加密过程是不可逆的，也就是说我们无法通过输出的哈希数据来逆向原来的明文。

哈希函数与区块链的关系

1953年出现哈希函数，1970年哈希函数蓬勃发展，2001年出现SHA-256。 不可动摇的基石。

区块和Hash是一一对应的，每个区块的Hash都是为“区块头”计算的。 哈希 = SHA256（区块头）

区块头包含很多部分（包括前一个区块的Hash和当前区块体等），这意味着如果当前区块发生变化，或者前一个区块的Hash发生变化，肯定会导致当前阻止哈希更改。

如果有人修改了一个块比特币中使用的哈希算法是什么，该块的哈希值就会改变。 为了让后续区块连接到它比特币中使用的哈希算法是什么，必须同时修改所有后续区块，否则修改的区块将全部从区块链中分离出来。 Hash的计算是耗时的，同时修改多个区块几乎是不可能的，除非有人掌握了全网51%以上的算力。 但是2000万个节点掌握51%的算力是绝对不可能的，所以夸克区块是不可篡改的。

正是通过这种联动机制，区块链保证了自身的可靠性，数据一旦写入，就无法被篡改。 这就像历史一样，已经发生的就是已经发生的，从此无法改变。