- 2023 9 月 02
简介：
在当今世界，我们有大量的信息，我们强烈地感到需要管理和保护这些信息的方法。哈希和哈希函数是帮助我们转换信息的重要工具，这些信息可以用作密码和其他用途的数字签名。在本文中，我们将探讨这个概念及其应用。
哈希是什么意思？
哈希是一个将输入数据转换为唯一常数值的数学过程。输入数据可以是字符、数字、图像等，这些数据被转换为编码输出。生成的哈希值通常是一个数字或字节字符串。简单地说，散列就像一台抽象机器，为每个特定的输入生成一个特定的输出值。
例如，单词“hello”的散列函数为您提供以下输出：“bda1fa48345336618741fd2cbc02809eb099c49a9b02fb5056401ab6ddc3e6”。
哈希过程：
散列是指散列函数的输出和使用散列函数生成散列。任何拥有密码学和数学专业知识的人都可以使用这些科学创建自己的哈希函数。目前，有各种类型的哈希函数，最重要的哈希算法是MD5、SHA-1、SHA-256和SHA-3。这些算法应用广泛，在信息安全中发挥着至关重要的作用。
散列函数运算的逻辑
-接收输入：将输入消息（如文本、文件等）作为输入传递给哈希函数。此输入可以是文本字符串、文件或数据块。
-处理：散列函数利用复杂的数学算法来处理输入消息。这些算法对输入比特执行特定的计算操作，并产生作为输出散列的结果。
-生成哈希输出：处理过程会生成唯一且固定的哈希输出。该散列输出通常是比输入消息更短的字符串，并且通常用作唯一消息的代表。该散列值可以显示为十六进制数字和字母的字符串（从0到9以及从a到F）。
散列函数最重要的特性
最重要的特性是，输入中的微小变化会导致哈希值的完全变化。换句话说，即使是输入中的微小更改也会生成完全不同的哈希值。这一特性被称为“雪崩效应”，在需要检测数据变化的应用程序（如安全检查或数据完整性验证）中非常有用。
请记住，每个哈希函数都有自己的特定算法，其操作逻辑可能因哈希函数的类型而异。此外，诸如MD5、SHA-256和SHA-3之类的散列函数被用于各种领域，包括加密、数字签名和信息安全。
密码哈希函数
散列函数设计用于加密和信息安全。它的一个重要特性是它的单向功能，这意味着从哈希输出中检索原始输入数据并不容易。加密哈希函数应该具有重要的安全属性。例如，输入的微小变化应该会导致生成的输出发生剧烈变化。此外，使用反向或随机化方法从哈希输出中恢复原始数据的可能性应该非常低。
著名的加密散列函数
SHA-256（256位安全哈希算法）和MD5（消息摘要算法5）被用于许多系统和应用中。这些散列函数由于其安全特性和在数据加密、数字签名、验证和安全系统等领域的强大性能而被广泛使用。
SHA-256哈希函数
SHA-256（256位安全哈希算法）是一种将输入文本转换为256位哈希值的加密哈希函数。此函数用于生成唯一且安全的哈希。然而，SHA-256是一个单向函数，这意味着不可能从哈希中检索原始文本。
MD5哈希函数
MD5（Message Digest Algorithm 5）散列函数用于从输入生成唯一且恒定的散列值。MD5的主要目标是为每个输入创建一个128位（或16字节）的哈希值，该值表示为十六进制数字和字符的可识别字符串。MD5可以快速高效地计算哈希值，但对于某些应用程序来说，其安全性较弱。如果您的程序或系统要求高安全性，建议使用更强的哈希函数，如SHA-256或SHA-3。
SHA（Secure Hash Algorithm）算法
由美国国家标准与技术研究所（NIST）设计并发布的一组安全散列函数。SHA算法的不同版本包括：
-SHA-1：这个版本的SHA算法为输入生成一个160位的哈希值。随着时间的推移，SHA-1中已经发现了安全漏洞，建议不要将其用作安全哈希函数。
-SHA-224和SHA-256：SHA-224生成224位散列值，SHA-256生成256位散列值。与SHA-1相比，这些版本提供了更强的加密特性，并被提议作为其更好的替代品。
-SHA-384和SHA-512：SHA-384生成384位散列值，SHA-512生成512位散列值。与SHA-256相比，这些版本的哈希函数具有更大的大小，并且用于某些应用程序，例如保护敏感信息。
-SHA-3:SHA-3是一系列哈希算法，有三个不同的版本，具有不同的大小（SHA-3-224、SHA-3-256和SHA-3-512）。SHA-3基于一种名为Keccak的新结构，被用作SHA-2的替代品。需要注意的是，SHA-2（包括SHA-224、SHA-256、SHA-384和SHA-512）和SHA-3是两个独立的哈希算法家族，它们彼此不同。这些版本中的每一个都可能是suita
RACE完整性原语评估消息摘要
散列函数族被设计用于生成长度为128位或160位的散列值。散列函数的目标是获取一个输入，如消息或文件，并生成一个称为散列值的固定输出。一个好的哈希函数的关键特征包括不同输入的独特输出生成速度和对冲突的抵抗力（两个不同输入产生相同输出）。
RIPEMD通过比特运算、旋转函数和逻辑运算（如XOR）的组合来获得其目标。它将输入划分为多个块，并对每个块执行一系列操作，以获得最终的哈希值。RIPEMD中使用的特定操作旨在提供具有所需特性的输出。
漩涡
Whirlpool是一种强大而有弹性的哈希函数算法，旨在生成528位的哈希值，能够抵御攻击。Whirlpool哈希函数的主要目标是获取消息或文件等输入，并生成唯一且恒定的哈希值。此哈希值可用于验证数据完整性、数字签名、防止未经授权的更改以及其他安全过程。
Whirlpool使用了一种名为Merkle Damgård的结构，该结构将输入划分为更小的块，并对每个块执行一系列操作，以获得最终的哈希值。该算法利用逐位加法、逐位旋转、S-Box（替换框）函数以及模块加法和减法来执行哈希运算。
惠而浦具有抵抗前像攻击、抵抗第二次前像攻击和抵抗碰撞等重要特性。该算法在许多安全应用和协议中被用作强大而复杂的哈希函数算法之一。
BLAKE
Blake是一种强大而安全的哈希函数算法，旨在生成长度可调的哈希值。Blake散列函数的主要目标是接受消息或文件等输入，并生成一个常量和唯一的散列值。哈希值可用于信息安全、数据完整性验证、防止未经授权的更改以及其他加密和安全过程。
Blake(花）
Blake使用一种称为（Flower）的结构，它将输入划分为更小的块，并对每个块执行一系列操作，以获得最终的哈希值。这些操作包括按位加法、按位旋转、S-Box函数以及模块化加法和减法函数。
Blake具有理想的安全特性，能够抵抗图像前攻击、第二次图像前攻击和碰撞。该算法是可调整的，可用于生成不同长度的哈希值。
Blake和Hash函数
Blake是一种众所周知的散列函数算法，用于许多加密程序、数字签名和安全系统。但是，建议使用Blake和其他哈希函数算法的标准和安全版本，并注意适当的安全测试和评估方法。
加密货币中的哈希
-交易验证：当区块链中发生交易时，其信息将作为输入传递给哈希函数。生成的哈希值被视为“交易签名”。使用此签名，可以轻松验证交易的真实性，并可以防止对交易数据的任何更改。
-数字签名安全：数字签名的过程也使用散列。当个人想要签署交易时，他们将交易数据输入到哈希函数中以计算哈希值。然后，他们使用私钥对哈希值进行加密，并将其作为数字签名添加到交易中。
-哈希安全性：由于哈希函数是一对一的，意味着每个输入值只对应一个哈希值，因此很难篡改或修改数据。此外，无法从哈希中检索原始数据，这意味着即使我们拥有区块链块中交易的哈希，我们也无法直接访问交易数据。
-哈希函数的类型：在加密货币中，使用常用的哈希函数，如SHA-256（256位安全哈希算法）。该散列函数用于生成256位散列。散列中的大量比特确保了对事务的安全性和准确性的更大重视。
区块链不变性
区块链是一种用于比特币等加密货币的先进技术。区块链的一个重要特征是它的不变性。
区块链中的不可更改性是指一旦数据被记录在区块中，就无法更改数据。区块链中的每个区块都包含交易、签名和与该区块相关的其他相关数据等信息。这些块以连续的方式相互连接，每个块都引用其上一个块。这些引用以透明和清晰的方式存储。
确保区块链中具有不变性的信息安全性和完整性的因素
-哈希函数用法：在区块链中，使用哈希函数。这些函数将输入数据转换为称为哈希的数字字符串。散列函数的一个特征是，即使输入数据中的微小变化也会完全改变散列值。这个特性意味着区块和交易中的任何变化都可以很容易地识别出来。
-使用区块链：区块链可用于互联计算机网络。这些计算机被称为网络节点，网络中存在许多节点可以对块和事务进行验证和验证。区块链中的任何更改都必须得到大多数节点的批准才能实施。这确保了高度的安全性，并防止对区块链的意外更改。
采矿
挖矿是创建比特币等加密货币过程中的关键要素之一。
采矿概念
采矿是一种通过计算机提取加密货币的活动。从本质上讲，矿工（从事这项活动的个人）使用计算机的计算能力来验证区块链网络上发生的交易，并将其添加到一个称为“区块”的记录中。这些区块不断地连接在一起，形成了一个区块链。
挖掘性能方法
采矿中的操作方法基于一种名为“工作量证明”的算法。在这种方法中，矿工们竞相解决复杂的数学问题。第一个解决问题的矿工创建了一个新的区块，并以数字货币的形式获得奖励。这种奖励本质上是网络支付给矿工的成本，也用于激励矿工继续他们的活动。
从采矿中赚钱
采矿可以帮助个人通过参与采矿和提取加密货币的过程来赚取收入。如果矿工成功解决了数学问题，他们将获得加密货币形式的奖励，并存入他们的账户。这些加密货币可以在各种市场上交易，也可以作为买卖交易的支付单位。此外，一些人可能会选择将他们的采矿设备出租给其他人并赚取收入。
哈希率
哈希率是采矿和加密货币的重要因素之一。哈希率可以被认为是设备或网络在执行计算和解决密码问题时的速度或能力。想象一下，你是一名矿工，从事区块提取和赚取加密货币。在这种情况下，哈希率表示每秒可以执行的计算数。换句话说，哈希率表示设备解决复杂数学问题的速度。哈希率是指设备或网络每秒生成的哈希数。
散列表
随着哈希率的提高，区块挖掘和赚取加密货币的速度也在提高。因此，哈希率较高的矿工可能更快地解决区块，并获得更大的奖励。使用更强大的设备可以提高哈希率。
哈希率测量标准
衡量哈希率的最常见指标之一是“每秒哈希数”。这个数字表示根据算法类型和网络难度在一秒钟内计算出的哈希数。值得一提的是，不同算法的哈希率不能相互比较。
哈希率的测量标准基本上只涉及单位转换，如下所示：
1KH/s或每秒一千个散列。
1MH/s或每秒一百万次哈希。
1 GH/s或每秒10亿次哈希。
1 TH/s或每秒一万亿次哈希。
1 PH/s或每秒1万亿次哈希。
1 EH/s或每秒五分之一哈希。
以上数字按以下顺序命名：千散列、兆散列、千兆散列、terahash、petahash和exahash。