区块链基础知识笔记(1) -- 密码学哈希函数

密码学哈希函数是区块链的根基,也是很多安全系统的基石。

密码学哈希函数包含两个概念,哈希函数和密码安全。哈希函数是一个数学函数,具有以下三个特性:

  • 其输入可以为任意大小字符串
  • 它产生固定大小的输出(比如256位的输出)
  • 它能进行有效的计算,且计算时间合理,对n位的字符串,其哈希计算的复杂度为O(n)

要使得哈希函数达到密码安全,又需要哈希函数具有以下三个附加特性:

  • 碰撞阻力
  • 隐秘性
  • 谜题友好

碰撞阻力
如果无法找到两个值,x和y,x不等于y,使得H(x) = H(y),则称哈希函数H具有碰撞阻力。然而实际中,并没有办法找到完全不碰撞的哈希函数,也不存在某个哈希函数具有完全防碰撞特性。但是,找到某些哈希函数的碰撞情况的概率仍为无穷小,比下两秒陨石撞地球的概率还小得多,所以我们选择相信那些加密的哈希函数具有碰撞阻力。

由此我们可以将哈希函数输出作为信息摘要,并用作鉴别文件真伪的证据。例如我上传了一个很大的文件到服务器,在我下载这个文件到电脑时,如何保证文件没有被修改?我只需要在上传文件前,计算下文件的哈希值并保存起来。在下载文件后,重新计算下下载文件的哈希值,与之前保存的哈希值比较一下,就知道文件有没有被修改。

隐秘性
隐秘性是指我们仅仅知道哈希函数的输出y = H(x), 但却无法通过y倒推出x的值。
隐秘性的应用之一就是“承诺”。比如我说明天的体育彩票开奖号码为123456,但我不想立刻告诉大家,怕体彩破产,只想让大家知道我预测了一个号码。开奖后如果不是我预测的号码,我给大家一人一万元。如何保证我不会出尔反尔,在开奖后说我预测的号码就是开奖号码?

在开奖前,将我预测的号码和一个随机数作为哈希函数的输入,将得到的输出公之于众,大家不可能通过我公布的输出推出我预测的号码。开奖后,我公布我预测的号码和这个随机数,那么大家都能验证我说的是否正确,同时,我也不可能改变主意,赖掉这件事了。

在密码学中,这个随机数(nonce)意味着只能使用一次。这一点很重要,不少安全函数对随机数的随机性及使用次数都有明确规定。

谜题友好
这一特性是指,如果一个哈希函数y = H(x)具备谜题友好性,这就意味着没有一个解决策略比只是随机地尝试x取值来求得给定y更好

安全哈希算法
安全哈希算法(Secure Hash Algorithm 256, SHA-256)在比特币系统中被大量使用。这是一个效果很不错的哈希函数。

简单介绍了一下密码学哈希函数,希望对大家能有帮助
参考资料
都不敢写参考资料,涉嫌营销,默默感谢

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 194,524评论 5 460
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 81,869评论 2 371
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 141,813评论 0 320
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 52,210评论 1 263
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 61,085评论 4 355
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 46,117评论 1 272
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 36,533评论 3 381
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 35,219评论 0 253
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 39,487评论 1 290
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 34,582评论 2 309
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 36,362评论 1 326
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 32,218评论 3 312
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 37,589评论 3 299
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 28,899评论 0 17
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 30,176评论 1 250
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 41,503评论 2 341
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 40,707评论 2 335

推荐阅读更多精彩内容