區塊鏈中的哈希如何解釋
『壹』 什麼是哈希值和區塊鏈
區塊鏈中的哈希值是什麼意思？如果你對區塊鏈領域有所了解，那麼你一定聽說過哈希值，或許我們在瀏覽區塊鏈信息時會經常看到哈希值，但是如果讓我們說說哈希值到底是什麼，可能我們也並不能說明白。我知到，雖然很多人都已經進入幣圈很久，但是對於區塊鏈領域的一些概念還處於一個一知半解，知道又不完全清楚的狀態。其實哈希就是一種壓縮信息的方法，我們可以通過哈希將很長的一段文字壓縮成一小段亂碼，那麼區塊鏈中的哈希值是什麼意思呢？現在就讓我來為大家詳細的講解一下。
哈希值是將任意長度的輸入字元串轉換為密碼並進行固定輸出的過程。哈希值不是一個「密碼」，我們不能通過解密哈希來檢索原始數據，它是一個單向的加密函數。
區塊鏈哈希是什麼?如果是剛開始了解區塊鏈，就需要結合「區塊」的概念來一起理解了。每一個區塊，包含的內容有數據信息，本區塊的哈希值以及上一個區塊的哈希值。區塊中的數據信息，主要是交易雙方的地址與此次交易數量還有交易時間信息等。而哈希值就是尋找到區塊，繼而了解到這些區塊信息的鑰匙。以上就是區塊鏈中哈希的含義了。
區塊鏈通過哈希演算法對一個交易區塊中的交易信息進行加密，並把信息壓縮成由一串數字和字母組成的散列字元串。金窩窩集團分析其哈希演算法的作用如下：區塊鏈的哈希值能夠唯一而精準地標識一個區塊，區塊鏈中任意節點通過簡單的哈希計算都接獲得這個區塊的哈希值，計算出的哈希值沒有變化也就意味著區塊鏈中的信息沒有被篡改。
在區塊鏈中，每個塊都有前一個塊的哈希值，前一個塊被稱為當前塊的父塊，如果考慮父塊有一個當前區塊。它將會有上一個塊的哈希值即父塊。
在區塊鏈中，每個塊都有前一個塊的哈希值。當我們更改當前塊中的任何數據時，塊的哈希值將被更改，這將影響前一個塊，因為它有前一個塊的地址。例如，如果我們只有兩個塊，一個是當前塊，一個是父塊。當前塊將擁有父塊的地址。如果需要更改當前塊中的數據，還需要更改父塊。當只有兩個數據塊時，很容易更改數據，但是現在，當我們在區塊鏈中實現時，2020-01-2412:32已經挖掘了614272個塊，而614272(th)塊的哈希值為。如果我們要更改當前塊614272(th)中的數據，614271塊的哈希地址必須更改，但是614271塊的哈希是不可能更改的，所以這就是區塊鏈被稱為不可變的，數據可信的。區塊鏈的第一個塊，稱為起源塊。你可以從這個起源塊中看到有多少塊被開採到現在。
如果我們對輸入的任何部分做一個小的改變，輸出就會有一個大的改變，請看下面的例子以獲得更多的理解。哈希值是區塊鏈技術不可變的和確定的潛力核心基礎和最重要的方面。它保留了記錄和查看的數據的真實性，以及區塊鏈作為一個整體的完整性。
區塊鏈哈希演算法是什麼？哈希演算法也被稱為「散列」，是區塊鏈的四大核心技術之一。是能計算出一個數字消息所對應的、長度固定的字元串（又稱消息摘要）的演算法。由於一段數據只有一個哈希值，所以哈希演算法可以用於檢驗數據的完整性。在快速查找和加密演算法的應用方面，哈希演算法的使用非常普遍。
在互聯網時代，盡管人與人之間的距離更近了，但是信任問題卻更嚴重了。現存的第三方中介組織的技術架構都是私密而且中心化的，這種模式永遠都無法從根本上解決互信以及價值轉移的問題。因此，區塊鏈技術將會利用去中心化的資料庫架構完成數據交互信任背書，實現全球互信的一大跨步。在這一過程中，哈希演算法發揮了重要作用。
散列演算法是區塊鏈中保證交易信息不被篡改的單向密碼機制。區塊鏈通過散列演算法對一個交易區塊中的交易進行加密，並把信息壓縮成由一串數字和字母組成的散列字元串。區塊鏈的散列值能夠唯一而准確地標識一個區塊。在驗證區塊的真實性時，只需要簡單計算出這個區塊的散列值，如果沒有變化就意味著這個區塊上的信息是沒有被篡改過的。
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區塊鏈中的哈希值是什麼？哈希值是將任意長度的輸入字元串轉換為密碼並進行固定輸出的過程。哈希值不是一個「密碼」,我們不能通過解密哈希來檢索原始數據,它是一個單向的加密函數。
區塊鏈：
區塊鏈是一個信息技術領域的術語。從本質上講，它是一個共享資料庫，存儲於其中的數據或信息，具有「不可偽造」「全程留痕」「可以追溯」「公開透明」「集體維護」等特徵。基於這些特徵，區塊鏈技術奠定了堅實的「信任」基礎，創造了可靠的「合作」機制，具有廣闊的運用前景。2019年1月10日，國家互聯網信息辦公室發布《區塊鏈信息服務管理規定》??。
什麼是哈希
我們先來講個故事哈。
有一個人每次打開區塊鏈文章，都意氣風發，暗暗下決心要發憤圖強，看了一會兒，發現很難看懂什麼，硬逼著自己學習，卻已是強弩之末，最後只能末學膚受，學了個皮毛而已。
那個人就是我哈，希望大家不要末學膚受，而能食髓知味，深刻理解區塊鏈知識。
這四個成語。
意氣風發～發奮圖強～強弩之末～末學膚受
每個成語的第一個字，是前一個成語的最後一個字，組成了一個成語鏈的鏈式結構。
我們來類比一下，區塊鏈的鏈式結構。
區塊鏈0，1，2，3的鏈式結構是靠什麼形成的呢？
是靠前一個區塊的哈希值，也叫做父區塊哈希值。
區塊0是區塊1的父區塊。
區塊1是區塊0的子區塊。
區塊0的哈希值對區塊1而言，就是父區塊的哈希值。
父區塊哈希值，就是上面成語鏈式結構里，把前後兩個成語連接起來的那個字。
要理解區塊鏈鏈式結構，還要理解什麼叫哈希。
再講個故事哈。
小黑同學要把一袋貓糧快遞給大白老師。
他讓哈希公司的快遞員上門取件，打包完成後，拿到了快遞單號。
這個寄快遞的過程中，有三個關鍵步驟。
1.選擇要寄送的物品。
2.選擇哈希快遞公司，對物品進行快遞打包。
3.拿到快遞單號。
哈希公司給的快遞單號就是哈希值。
大白老師對小黑選擇的哈希公司很滿意。
1.不論小黑寄的東西有多大，經過哈希公司打包後，拿到手的快遞包裹都一樣大。
2.哈希公司列印出來的快遞單號也就是哈希值，除了讓你查詢物流的實時狀況，還可以讓你知道包裹中的物品有沒有被人調包或撰改。
比如小黑寄給大白的貓糧，在運送過程中，哪怕袋子上的配料表，被人改了一個標點符號，哈希公司給的快遞單號，也就是哈希值都會實時發生變化，警示小黑快遞包裹發生了異常情況。
哈希公司確實很厲害哈。
區塊鏈技術中的哈希演算法是什麼？1.1.簡介
計算機行業從業者對哈希這個詞應該非常熟悉，哈希能夠實現數據從一個維度向另一個維度的映射，通常使用哈希函數實現這種映射。通常業界使用y=hash(x)的方式進行表示，該哈希函數實現對x進行運算計算出一個哈希值y。
區塊鏈中哈希函數特性：
函數參數為string類型；
固定大小輸出；
計算高效；
collision-free即沖突概率小：x!=y=hash(x)!=hash(y)
隱藏原始信息：例如區塊鏈中各個節點之間對交易的驗證只需要驗證交易的信息熵，而不需要對原始信息進行比對，節點間不需要傳輸交易的原始數據只傳輸交易的哈希即可，常見演算法有SHA系列和MD5等演算法
1.2.哈希的用法
哈希在區塊鏈中用處廣泛，其一我們稱之為哈希指針（HashPointer）
哈希指針是指該變數的值是通過實際數據計算出來的且指向實際的數據所在位置，即其既可以表示實際數據內容又可以表示實際數據的存儲位置。下圖為HashPointer的示意圖
HashPointer在區塊鏈中主要有兩處使用，第一個就是構建區塊鏈數據結構。了解區塊鏈的讀者應該知道區塊鏈數據結構由創世區塊向後通過區塊之間的指針進行連接，這個指針使用的就是圖示的HashPointer.每個區塊中都存儲了前一個區塊的HashPointer。這樣的數據結構的好處在於後面區塊可以查找前面所有區塊中的信息且區塊的HashPointer的計算包含了前面區塊的信息從而一定程度上保證了區塊鏈的不易篡改的特性。第二個用處在於構建MerkleTree.MerkleTree的各個節點使用HashPointer進行構建，關於區塊鏈數據結構以及MerkleTree的內容我們在後續文章中進行進一步介紹。
哈希還在其他技術中有所應用例如:交易驗證以及數字簽名等等。
2.加密演算法
2.1簡述
加密簡單而言就是通過一種演算法手段將對原始信息進行轉換，信息的接收者能夠通過秘鑰對密文進行解密從而得到原文的過程。按照加密方和解密方秘鑰相同與否可以將加密演算法大致分為三種子類型：
對稱加密
對稱加密的加密解密方使用相同的秘鑰，這種方式的好處在於加解密的速度快但是秘鑰的安全分發比較困難，常見對稱加密演算法有DES,AES,...
非對稱加密
非對稱加密體系也稱為公鑰體系，加解密時加密方擁有公鑰和私鑰，加密方可以將公鑰發送給其他相關方，私鑰嚴格自己保留。例如銀行的頒發給個人用戶的私鑰就存儲在個人的U盾里；非對稱加密中可以通過私鑰加密，他人能夠使用公鑰進行解密，反之亦然；非對稱加密演算法一般比較復雜執行時間相對對稱加密較長；好處在於無秘鑰分發問題。常見的其他非對稱加密演算法有RSA,ECC,區塊鏈中主要使用ECC橢圓曲線演算法。
對稱加密與非對稱加密的結合
這種方式將加密過程分為兩個階段，階段一使用非對稱加密進行秘鑰的分發使得對方安全地得到對稱加密的秘鑰，階段二使用對稱加密對原文進行加解密。
2.2數字簽名
數字簽名又稱之為公鑰數字簽名，是一種類似於寫在紙上的物理簽名。數字簽名主要用於數據更改的簽名者身份識別以及抗抵賴。數字簽名包含三個重要特性：
只有自己可以簽署自己的數字簽名，但是他人可以驗證簽名是否是你簽發；
數字簽名需要和具體的數字文檔綁定，就好比現實中你的簽名應該和紙質媒介綁定；
數字簽名不可偽造；
依賴非對稱加密機制可以較容易實現上述三種特性。
首先，需要生成個人的公私鑰對：
(sk,pk):=generateKeys(keysize)，sk私鑰用戶自己保留，pk公鑰可以分發給其他人
其次，可以通過sk對一個具體的message進行簽名：
sig:=sign(sk,message)這樣就得到了具體的簽名sig
最後，擁有該簽名公鑰的一方能夠進行簽名的驗證：
isValid:=verify(pk,message,sig)
在區塊鏈體系中每一條數據交易都需要簽名，在比特幣的設計過程中直接將用戶的公鑰來表徵用戶的比特幣地址。這樣在用戶發起轉賬等比特幣交易時可以方便的進行用戶交易的合法性驗證。
2.3數字證書和認證中心
2.3.1數字證書（DigitalCertificate）
數字證書又稱「數字身份證」、「網路身份證」是經認證中心授權頒發並經認證中心數字簽名的包含公開秘鑰擁有者及公開秘鑰相關信息的電子文件，可以用來判別數字證書擁有者身份。
數字證書包含：公鑰、證書名稱信息、簽發機構對證書的數字簽名以及匹配的私鑰
證書可以存儲在網路中的資料庫中。用戶可以利用網路彼此交換證書。當證書撤銷後，簽發此證書的CA仍保留此證書的副本，以備日後解決可能引起的糾紛。
2.3.2認證中心（CertificateAuthority）
認證中心一般簡稱CA,CA一般是一個公認可信的第三方機構，其作用主要是為每個用戶頒發一個獨一無二的包含名稱和公鑰的數字證書。
2.4常見加密演算法的對比
『貳』 區塊鏈與電子存證的基礎——哈希值簡介
區塊鏈與電子存證的基礎——哈希值簡介
哈希函數（hash function）是可以將任意大小的原始數據映射成固定長度值的函數，其得到的結果被稱為「哈希值」，原始數據則被稱為「消息」，哈希值也可稱為「摘要」。
一、哈希函數的特點
固定長度輸出：無論輸入的消息有多長，哈希函數都會將其映射為一個固定長度的哈希值。
雪崩效應：好的哈希函數具有「雪崩效應」，即輸入消息發生微小變化時，其哈希值會發生大幅改變。這一特性使得哈希函數在密碼學和數據完整性校驗中具有重要意義。
單向性：哈希函數是一個單向函數，只能從消息得到摘要，而無法從摘要得到消息。這一特性保證了哈希值的安全性，使得通過哈希值無法反推出原始消息。
二、哈希函數的應用
數據完整性校驗：由於哈希函數的雪崩效應和單向性，可以用於對文件進行核驗。通過計算出文件的哈希值並與另一文件的哈希值進行比較，可以判斷這兩個文件是否相同。這一應用在區塊鏈技術中尤為重要，區塊鏈通過計算每個區塊的哈希值來確保數據的完整性和不可篡改性。
密碼學應用：哈希函數在密碼學中有著廣泛的應用，如數字簽名、消息認證碼等。通過哈希函數對消息進行摘要，可以生成一個固定長度的哈希值，然後對該哈希值進行加密或簽名，從而實現消息的認證和完整性校驗。
電子存證：在電子存證領域，哈希值也被廣泛應用。通過對電子數據進行哈希計算，可以生成一個唯一的哈希值作為電子數據的「指紋」。當需要驗證電子數據的完整性時，只需重新計算其哈希值並與之前的哈希值進行比較即可。這一方法可以有效防止電子數據在存儲或傳輸過程中被篡改。
三、常見的哈希函數
MD5：MD5是一種廣泛使用的哈希函數，其摘要長度為128位（32個半形字元）。然而，由於MD5的碰撞概率較高，已被認為不再適合用於安全性要求高的場景。
SHA-1：SHA-1是另一種常見的哈希函數，其摘要長度為160位（40個半形字元）。盡管SHA-1在一段時間內被認為是安全的，但近年來也被發現存在碰撞問題，因此也不再適合用於高安全性要求的場景。
SHA-2：SHA-2是一系列哈希函數的集合，包括SHA-224、SHA-256、SHA-384和SHA-512等。其中，SHA-256的摘要長度為256位（64個半形字元），具有較高的安全性和較低的碰撞概率，因此被廣泛用於安全性要求高的場景。
四、哈希碰撞與安全性
雖然哈希函數具有許多優點，但碰撞問題一直是其安全性方面的關注重點。碰撞是指兩個不同的消息具有相同的哈希值。雖然自然發生碰撞的概率極低，但隨著計算機技術的發展和哈希函數的廣泛應用，碰撞問題逐漸凸顯出來。
為了應對碰撞問題，需要採取一系列措施來提高哈希函數的安全性。例如，選擇具有更高安全性的哈希函數（如SHA-256）、增加哈希值的長度、採用多哈希函數組合等方法。此外，在應用哈希函數時還需要注意避免使用弱密碼或容易受到攻擊的哈希函數。
綜上所述，哈希函數作為區塊鏈與電子存證的基礎技術之一，在數據完整性校驗、密碼學應用和電子存證等領域發揮著重要作用。然而，隨著技術的發展和碰撞問題的出現，需要不斷研究和探索新的哈希函數和安全性措施來應對挑戰。
『叄』 區塊鏈中的哈希值是什麼
區塊鏈中的哈希值是由特定演算法對任意數據進行計算後得到的一串固定長度的字元，是數據的「數字指紋」。
定義：哈希值是將輸入數據通過哈希演算法轉換後得到的唯一對應的輸出值。每個輸入數據經過哈希計算，都會產生一個獨一無二的哈希值。
作用：
- 驗證信息完整性：在區塊鏈中，哈希值用於驗證交易或區塊的數據是否完整。通過對比哈希值，節點可以快速確認數據是否已被正確記錄。
- 確保數據安全：由於哈希演算法的特性，即使數據發生微小的改動，其哈希值也會發生巨大變化。這確保了區塊鏈數據的不可篡改性，從而提高了數據的安全性。
與區塊鏈的緊密關系：
- 區塊鏈技術的核心在於其不可篡改性和分布式特性，而哈希值是實現這些特性的重要手段之一。
- 通過哈希演算法對每一筆交易和每個區塊進行唯一標識，區塊鏈構建了一個去中心化的、高度安全的交易記錄系統。
- 在這個系統中，參與者可以通過計算哈希值來驗證數據的真實性和完整性，從而確保整個區塊鏈網路的穩定運行。