「區塊鏈科普」什麼是哈希算法?(下)

「区块链科普」什么是哈希算法?(下)

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1、概念的理解,即什麼是哈希值?

2、哈希值有哪些特徵?

3、哈希算法的影響?

什麼是哈希值?

任何計算機文件都由電子訊號組成。簡單地說:0和1組成了全部的信息世界,即:比特世界。比如,我們眼中的香腸圖片,在比特世界裡是這樣的:

01010111001111010101100……

我沒寫完整,上萬位吧,寫完得一屋子,總之就是0和1兩個數字排成了一條長龍,這才是這張圖片在比特世界裡的本來面目,我們把這串長龍稱為“二進制文件”。我們把這條長龍切碎,攪拌之後就得到哈希值:

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哈希值是哈希算法的最終結果,是文件在互聯網裡的編號。如果這張圖片是一個人,那哈希值就是TA的指紋、TA的身份證編號。

你完全不用理解哈希算法如何把二進制文件變成哈希值,這是數學家的事,你只要把哈希函數看作一臺屠宰機器,就能理解一切:這臺機器把任何豬都能剁成等長的香腸,而哈希值就是這根香腸的花紋。除了所有哈希值都一樣長之外,這些花紋有一些其他漂亮的特性,能輕巧地用在比特世界的方方面面。

哈希值的特性

如果你看到兩個文件有完全相同的哈希值,那你立馬可以判定它們是同一文件。這也是哈希值最基本的特性:相同文件的哈希值相同,即,複製後的文件與原文件哈希值相同。

這容易理解,因為既然是兩隻一模一樣的豬,那它們用相同方法做出來的香腸應該一模一樣。但如果兩隻豬其他部位完全相同,哪怕它們尾巴尖上的一根毛不同,那香腸最終的紋理會完全不同。

源文件稍有改動,哈希值面目全非。這一特性使得用哈希值標註的文件無法被篡改,因為哪怕只篡改上圖一個像素,馬上就能被認出——哈希值會完全不同。

另外,哈希值還有的特性:第一、不可逆推:在具備編碼功能的同時,哈希算法也作為一種加密算法存在。即,你無法通過分析哈希值計算出源文件的樣子,換句話說:你不可能通過觀察香腸的紋理推測出豬原來的樣子。

第二、計算極快:哈希一部20G高清電影和一個5K文本文件複雜度相同,計算量都極小,可以在0.1秒內得出結果。也就是說,不管豬有多肥,骨頭多硬,做成香腸都只要眨眨眼的時間,

能用極快的速度給你的文件編出不重複的號碼,而且任何人都無法通過這個號碼推算出文件原來的樣子,這就是哈希算法的意義。

把文件切碎和攪拌的過程就是哈希算法,而切碎和攪拌的動作,稱為加密和壓縮,而不同的燒菜師傅會有不同的刀法,於是就有了很多哈希算法,比如:CRC-32、MD5和SHA1……名字雖然唬人,可它們之間只是張家師傅和李家師傅的區別,但不同師傅之間的刀功卻有高下,那差距究竟在哪裡呢?

哈希算法會不會被破解?

從理論上說,哈希值是可以被獲得的,但是對應的用戶密碼很難獲得。

假設一個網站被攻破,黑客獲得了哈希值,但僅僅只有哈希值還不能登錄網站,他還必須算出相應的賬號密碼。

計算密碼的工作量是非常龐大且繁瑣的,嚴格來講,密碼是有可能被破譯的,但破譯成本太大,被成功破譯的幾率很小,所以基本是不用擔心密碼洩露的。

當然,黑客們還可以採用一種物理方法,那就是猜密碼。他可以隨機一個一個的試密碼,如果猜的密碼算出的哈希值正好與真正的密碼哈希值相同,那麼就說明這個密碼猜對了。

密碼的長度越長,密碼越複雜,就越難以猜正確。如果有一種方法能夠提高猜中密碼的可能,那麼可以算是哈希算法被破解了。

比如說,例如原本猜中的概率是1/10000000000000,現在增加到了1/1000。如果每猜一個密碼需要1秒,按照之前的概率猜,直到地球毀滅都可能沒猜中,但後者只需要1小時就足夠了。在這樣的情況下,哈希算法就算是被破解啦。

哈希算法的影響?

二十年前,如果你去圖書館找一本名叫《美國種族簡史》的書,得先思考它屬於宗教類還是歷史類,然後再跑去不同的區域爬格子。而現在,你只需輕輕一點,整個屏幕就會告訴你有沒有這本書,如果有,那它在哪裡。

圖書館用的小規模搜索技術貼標籤:以前是手工分類,現在是數據庫。

而互聯網級別的大規模的搜索就得靠哈希算法生產索引標籤了。比如Google等搜索引擎、迅雷等下載軟件、比特幣等加密貨幣……都能通過哈希值準確定位目標。

即使哈希算法乍看起來毫不起眼,無非做出了一串奇怪的字符,但它卻是比特世界裡的板磚,能搭出高樓大廈,能讓比特世界更有序。即使離你再遠的信息,在哈希算法的幫助下,都可以讓你觸手可及。

好啦,看到這裡你是不是對哈希算法有了初步的瞭解?大家也不要過於擔心你的賬戶以及資產被黑的風險,因為哈希算法僅僅只是比特幣的原理算法,還有其他算法一同作用於比特幣的運行,因此就算破解了哈希算法也並不能盜取你的賬戶信息

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來源/轉自/區塊鏈學習網

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