1分钟带你了解什么是哈希算法!

熟悉区块链的朋友首先想到的肯定就是比特币挖矿,比特币挖矿就是不断修改区块头部的随机数,然后计算区块的哈希值,知道这个哈希值满足特定标准的过程,那么哈希算法到底是什么?

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

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