SHA-256、MD-5，哈希散列函數這些原理你懂了嗎？_SHARE

編者按：本文來自區塊鏈大本營，作者：wagslane，譯者：火火醬，Odaily星球日報經授權轉載。本文對哈希函數進行簡要的介紹，旨在幫助讀者理解為什么要使用哈希函數，以及其基本工作原理。文中將省略具體證明和實現細節，而將重點放在高級原理上。為什么要使用哈希函數

哈希函數被廣泛應用于互聯網的各個方面，主要用于安全存儲密碼、查找備份記錄、快速存儲和檢索數據等等。例如，Qvault使用哈希散列將主密碼擴展為私人加密密鑰。用途列表清單詳見:https://en.wikipedia.or/本文將重點介紹哈希函數的幾個重要特性，也可以說是其最重要的特性：哈希函數確定性地加擾數據；無論輸入是什么，哈希函數的輸出大小始終相同；無法從加擾的數據中檢索原始數據；確定性地加擾數據

首先，想象一個魔方。

CoinShares：上周數字資產投資產品凈流出510萬美元:6月19日消息，據CoinShares報告顯示，上周數字資產投資產品凈流出510萬美元，為連續第9周出現凈流出，流出總額到達了4.23億美元。其中，比特幣投資產品凈流出50萬美元，以太坊投資產品流出500萬美元。區塊鏈概念股票出現了自FTX倒閉以來最大的資金流出，總計1230萬美元。[2023/6/19 21:47:15]

我們從恢復魔方開始。如果我們隨機轉動魔方，到最后，魔方將會呈現和開始時完全不同的狀態。同樣，如果我們重新開始，重復完全相同的動作，那么我們會不斷得到完全相同的結果。盡管看起來結果可能是隨機產生的，但實質上并非如此。這就是“確定性”的意思。“確定性”在安全存儲密碼方面起著至關重要的作用。例如，假設我的密碼是“iLoveBitcoin”。我可以使用哈希函數對其進行加擾：iLoveBitcoin→“2f5sfsdfs5s1fsfsdf98ss4f84sfs6d5fs2d1fdf15”現在，如果有人看到這個加擾后的版本，他們也不會知道我的原始密碼！這一點非常重要，因為這意味著，作為一名網站開發人員，我只需存儲用戶密碼的哈希散列(加擾數據)，即可對其進行驗證。當用戶進行注冊時，我對密碼進行哈希散列處理，并將其存儲在數據庫中。當用戶登錄時，我只需再次對輸入的內容進行哈希散列處理，并比較兩個哈希值。由于特定的輸入始終會輸出相同的哈希值，所以該方法每次都可以成功驗證密碼。如果網站以純文本格式存儲密碼的話，則會出現巨大的安全漏洞。如果有人入侵該網站，那么他將會能獲取所有的電子郵件和密碼，并可以嘗試在其他網站上使用這些信息進行登錄。無論輸入是什么，輸出大小始終相同

CoinShares采用LedgerLens提供ETP的資產實時證明:金色財經報道，CoinShares 將采用獨立會計師事務所 The Network Firm 提供的解決方案 LedgerLens 為旗下交易所交易產品（ETP）提供資產實時證明服務，使得投資者能夠實時訪問 ETP 背后的數字資產情況。

此前報道，會計師事務所 Armanino 前數字資產業務成員成立新公司 The Network Firm，該公司從事為加密貨幣公司客戶提供審計、鑒證和相關工作的業務。Armanino 過去的加密貨幣客戶包括穩定幣項目 TrueUSD、加密貨幣交易所 Kraken、數字資產借貸平臺 Nexo 和投資公司 CoinShares。[2023/4/24 14:23:41]

如果對單個單詞進行哈希，則輸出將是特定的大小(對于特定的哈希函數SHA-256來說，其大小是256bits)。如果對一本書進行哈希，其輸出也將是相同的大小。這是其另一個重要特性，因為這可以節省我們的計算時間。典型的例子是在數據映射中使用哈希散列作為鍵。數據映射是計算機科學中用來存儲數據的簡單結構。

21Shares宣布在SIX Swiss Exchange上線Solana ETP等產品:3月10日消息，ETP發行商21Shares宣布在SIX Swiss Exchange上線以瑞士法郎計價的Cardano、Polkadot、Ripple、Solana ETP。

21Shares聲稱，其實物支持的Ripple XRP ETP是首個Ripple ETP產品，交易代碼為AXRP。（Cryptoglobe）[2022/3/10 13:49:27]

當程序在映射中存儲數據時，會向映射提供鍵和值。當程序想要訪問該值時，它可以向映射提供適當的鍵并接收相應的值。數據映射的優勢在于它們可以立即找到數據。該鍵被用作計算機能夠立即找到的地址，這樣一來，就不必花費數小時在數百萬條記錄中進行搜索了。因為鍵就像地址一樣，不能太大。如果想將書籍存儲在數據映射中，則可以對書籍的內容進行哈希散列處理，并使用哈希值作為鍵。作為一名程序員，我可以輕而易舉地使用哈希散列來查找該書的內容，而不必按標題、作者等對數千條記錄進行排序。其工作原理是怎樣的呢？

加密資產ETP發行商21Shares AG管理資產規模已超5億美元:加密交易所交易產品（ETP）發行商21Shares AG管理資產規模已超過5億美元。該發行商于2018年11月上市了其首個實物、完全抵押的加密貨幣籃子ETP，初始資產為500萬美元，目前已積累了7700萬美元的機構資金。

如今，21Shares擁有12種不同的產品，并在數個歐洲國家最大的合規證券交易所上市。（Globe Newswire）[2021/2/8 19:12:38]

這部分是本文的難點，我會盡量將其簡化，省略實際的實現細節，重點介紹計算機在使用哈希散列處理數據時工作原理的基本概念。下面讓我們來看一下我為此專門編寫的一個算法——LANEHASH：我們從要進行哈希散列的數據開始

CoinShares首席戰略官：宏觀經濟環境給比特幣起飛創造了完美條件:CoinShares首席戰略官Meltem Demirors表示：“比特幣邁過2萬美元大關是一個重要心理里程碑。現在最主要的宏觀經濟環境，它給比特幣起飛創造了完美條件，從現在開始上行速度會非常快，就算3到6個月內達到3.5萬美元我也不會奇怪。”（金十）[2020/12/17 15:27:50]

我把字母和數字轉換成1和0(計算機中的所有數據都以1和0的形式進行存儲，不同的1和0的組合代表了不同的字母)

此時，我們通過各種預設的步驟對數據進行轉換。步驟內容可以是任意的，但重要的是，每次使用LANEHASH時，我們都需要遵循相同的步驟，以便我們的算法具有確定性。我們將前4位從左側移到右側：

每隔1位進行間隔：

我們把這兩部分轉換為以十進制的數字。十進制是我們在學校中學過的“正常的”數字系統。(所有的二進制數據實際上都是數字，你可以在其他網站上在線查詢如何將二進制轉換為十進制數字)

我們將這兩個數字相乘：

然后對該數進行平方：

再將該數字轉換回二進制：

從右側切掉9bits后正好得到16bits：

然后將該二進制數據轉換回英語：

如上所示，如果輸入相同，那么最后終將會得到相同的輸出結果。但是，如果改變任何一個字母，最終的結果也將發生巨大變化。

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