区块链科普：什么是哈希算法2？

Posted 2021-04-30 小妮成长路

带着问题阅读会更高效噢：

1、概念的理解，即什么是哈希值？

2、哈希值有哪些特征？

3、哈希算法的影响？

 

 

什么是哈希值？

 

 

任何计算机文件都由电子讯号组成。简单地说：0和1组成了全部的信息世界，即：比特世界。

 

 

 

比如，我们眼中的香肠图片，在比特世界里是这样的：01010111001111010101100101110101……

 

我没写完整，上万位吧，写完得一屋子，总之就是0和1两个数字排成了一条长龙，这才是这张图片在比特世界里的本来面目，我们把这串长龙称为“二进制文件”。

 

我们把这条长龙切碎，搅拌之后就得到哈希值：4f7f56ecc0b725893b59f6428258304a94e40f48

 

哈希值是哈希算法的最终结果，是文件在互联网里的编号。如果这张图片是一个人，那哈希值就是TA的指纹、TA的身份证编号。

 

你完全不用理解哈希算法如何把二进制文件变成哈希值，这是数学家的事，你只要把哈希函数看作一台屠宰机器，就能理解一切：这台机器把任何猪都能剁成等长的香肠，而哈希值就是这根香肠的花纹。

 

除了所有哈希值都一样长之外，这些花纹有一些其他漂亮的特性，能轻巧地用在比特世界的方方面面。

 

哈希值的特性

 

 

 

如果你看到两个文件有完全相同的哈希值，那你立马可以判定它们是同一文件。这也是哈希值最基本的特性：相同文件的哈希值相同，即，复制后的文件与原文件哈希值相同。

 

这容易理解，因为既然是两只一模一样的猪，那它们用相同方法做出来的香肠应该一模一样。但如果两只猪其他部位完全相同，哪怕它们尾巴尖上的一根毛不同，那香肠最终的纹理会完全不同。

 

源文件稍有改动，哈希值面目全非。

 

这一特性使得用哈希值标注的文件无法被篡改，因为哪怕只篡改上图一个像素，马上就能被认出——哈希值会完全不同。

 

另外，哈希值还有的特性：

 

第一、不可逆推：在具备编码功能的同时，哈希算法也作为一种加密算法存在。即，你无法通过分析哈希值计算出源文件的样子，换句话说：你不可能通过观察香肠的纹理推测出猪原来的样子。

 

第二、计算极快：哈希一部20G高清电影和一个5K文本文件复杂度相同，计算量都极小，可以在0.1秒内得出结果。也就是说，不管猪有多肥，骨头多硬，做成香肠都只要眨眨眼的时间，

 

能用极快的速度给你的文件编出不重复的号码，而且任何人都无法通过这个号码推算出文件原来的样子，这就是哈希算法的意义。

 

把文件切碎和搅拌的过程就是哈希算法，而切碎和搅拌的动作，称为加密和压缩，而不同的烧菜师傅会有不同的刀法，于是就有了很多哈希算法，比如：CRC-32、MD5和SHA1……名字虽然唬人，可它们之间只是张家师傅和李家师傅的区别，但不同师傅之间的刀功却有高下，那差距究竟在哪里呢？

 

哈希算法会不会被破解？

从理论上说，哈希值是可以被获得的，但是对应的用户密码很难获得。

 

假设一个网站被攻破，黑客获得了哈希值，但仅仅只有哈希值还不能登录网站，他还必须算出相应的账号密码。

 

计算密码的工作量是非常庞大且繁琐的，严格来讲，密码是有可能被破译的，但破译成本太大，被成功破译的几率很小，所以基本是不用担心密码泄露的。

 

当然，黑客们还可以采用一种物理方法，那就是猜密码。他可以随机一个一个的试密码，如果猜的密码算出的哈希值正好与真正的密码哈希值相同，那么就说明这个密码猜对了。

 

密码的长度越长，密码越复杂，就越难以猜正确。如果有一种方法能够提高猜中密码的可能，那么可以算是哈希算法被破解了。

 

比如说，例如原本猜中的概率是1/10000000000000，现在增加到了1/1000。如果每猜一个密码需要1秒，按照之前的概率猜，直到地球毁灭都可能没猜中，但后者只需要1小时就足够了。在这样的情况下，哈希算法就算是被破解啦。

 

哈希算法的影响？

二十年前，如果你去图书馆找一本名叫《美国种族简史》的书，得先思考它属于宗教类还是历史类，然后再跑去不同的区域爬格子。而现在，你只需轻轻一点，整个屏幕就会告诉你有没有这本书，如果有，那它在哪里。

 

图书馆用的小规模搜索技术贴标签：以前是手工分类，现在是数据库。

 

而互联网级别的大规模的搜索就得靠哈希算法生产索引标签了。比如Google等搜索引擎、迅雷等下载软件、比特币等加密货币……都能通过哈希值准确定位目标。

 

即使哈希算法乍看起来毫不起眼，无非做出了一串奇怪的字符，但它却是比特世界里的板砖，能搭出高楼大厦，能让比特世界更有序。即使离你再远的信息，在哈希算法的帮助下，都可以让你触手可及。 

 

好啦，看到这里你是不是对哈希算法有了初步的了解？大家也不要过于担心你的账户以及资产被黑的风险，因为哈希算法仅仅只是比特币的原理算法，还有其他算法一同作用于比特币的运行，因此就算破解了哈希算法也并不能盗取你的账户信息