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解釋：什麼是區塊鏈哈希？

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區塊鏈

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2023年11月7日

閱讀時間 13 分鐘

AI 概要

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區塊鏈技術徹底改變瞭我們存儲和安全數據的方式，其核心組成部分之一就是哈希概念。“區塊鏈中的哈希功能是什麼？” 你可能會問 Hashing 是區塊鏈的支柱，可確保數據完整性，防止欺詐交易。那麼，哈希究竟是什麼呢？它如何為區塊鏈系統的安全穩健做齣貢獻？這篇博客文章將揭曉區塊鏈哈希的奧秘，並引導您瞭解其各種應用和影響。

我們將探討哈希函數的作用、不同的哈希算法，以及哈希與工作量證明共識算法之間的聯繋。我們還將深入研究加密哈希函數及其屬性，以及區塊鏈中的實際應用，例如交易驗證和密碼存儲和安全性。最後，我們將對比比特幣和以太坊的能耗，揭示其共識機製對環境的影響。

要點

區塊鏈哈希是一種加密過程，用於生成數字指紋，實現安全的交易驗證和密碼存儲。
哈希函數是工作量證明共識算法的重要組成部分，為區塊鏈網絡提供安全性和穩定性。
比特幣的能源密集型挖礦引起瞭人們對其環境影響的擔憂，而以太坊轉嚮權益證明共識後，碳足跡更低，能耗也隨之減少。

瞭解區塊鏈中的哈希

區塊鏈中的哈希意味著通過特定算法將輸入數據轉換為固定大小的輸齣。它可建立數據完整性，避免欺詐交易。哈希函數是這一過程的核心，為數據創建獨特的數字指紋。該輸齣稱為哈希值，對於輸入數據而言是唯一的，即使輸入數據略有變化，哈希值也會存在巨大差異。哈希函數的這一屬性使其成為包括區塊鏈技術在內的各種數據結構不可或缺的組成部分，其中每個區塊都包含前一區塊的哈希值。

提供 SHA-256 等不同的哈希算法，分彆用於比特幣和 Scrypt 等，均具有獨特的屬性和應用。良好的哈希函數對於保持區塊鏈的安全性和完整性至關重要，因為它可確保為不同的輸入生成獨特的哈希值，確保交易的真實性並防止篡改。

哈希函數的作用

加密哈希函數充當加密工具，生成唯一的數據數字指紋。不同的算法産生不同的輸齣大小，但良好的哈希函數應該是決定性的，這意味著相同的輸入將始終産生相同的輸齣。該屬性可確保無論輸入哈希次數如何，輸齣都會保持一緻，從而輕鬆驗證數據一緻性。

Hash 功能還能夠驗證消息完整性和信息認證。例如，RACE 完整性原語評估消息摘要（RIPEMD）和 RIPEMD-128 是區塊鏈技術中使用的加密哈希函數。這些功能有助於保護區塊鏈技術等各種應用程序的數據完整性，其中每個區塊均包含前一區塊的哈希值。

不同的哈希算法

不同的區塊鏈采用不同的哈希算法，比特幣使用安全哈希算法 256 （SHA-256）作為哈希算法。SHA-256 是一種生成 256 位哈希值的數學算法。它廣泛應用於區塊鏈技術等各種數據結構，以確保數據的安全性和完整性。

哈希算法包括 Scrypt，這是一種基於密碼的密鑰衍生函數，可用於萊特幣等各種加密貨幣。Scrypt 為每個輸入生成一個唯一的輸齣哈希值，確保數據的安全性和完整性。

另一方麵，Ethash是一種內存依賴的哈希算法，專為在以太坊區塊鏈中實現而設計，旨在抵消ASIC礦工使用的可能性。各種哈希算法具有不同的復雜程度，這會影響礦工找到有效哈希的速度，最終影響區塊鏈網絡的安全性和穩定性。

哈希與工作量證明之間的聯繋

Hashing 是工作量證明共識算法的核心部分，礦工可通過哈希驗證交易並生成新區塊來解決復雜的數學問題。挖礦涉及使用計算能力為交易區塊找到有效的哈希值。第一個找到有效哈希值的礦工將獲得加密貨幣奬勵，激勵礦工參與保護網絡安全。

挖礦難度會定期調整，以保持區塊生産的穩定速度，從而為區塊鏈的安全性和穩定性做齣貢獻。多種因素會影響挖礦難度的調整，例如：

網絡哈希率
凍結時間
礦工數量
算法設計

這一過程保證瞭區塊鏈的完整性和不可改變性。

挖礦和哈希

區塊鏈挖礦包括區塊鏈網絡上交易的驗證和確認。礦工利用計算能力來解決復雜的數學問題，這有助於保護網絡安全並為區塊鏈賬本添加新區塊。這一過程確保瞭區塊鏈的完整性和不可變異性，因為它確保瞭隻有有效交易纔會添加到鏈中。

為瞭驗證交易的完整性，交易哈希值與區塊中存儲的哈希值進行比較。如果兩個哈希值匹配，則表示交易未更改，被視為有效。利用哈希技術，區塊鏈技術可確保交易的不可變性和安全性，因為交易數據的任何更改都會産生不同的哈希值，使其易於檢測。

調整挖礦難度

挖礦難度是一個可調整的參數，它會定期修改，通過保持一緻的區塊生成速率來確保區塊鏈的安全性和穩定性。受以下因素影響：

網絡哈希率
凍結時間
礦工數量
算法設計

例如，比特幣的挖礦難度每 2016 個區塊調整一次，預計每兩周進行一次。本次調整基於找到前 2016 年區塊所需的時間。如果發現區塊的持續時間短於預期，難度就會增加，反之，如果區塊位於較長時間內，難度就會降低。該機製可確保每 10 分鍾左右發現一個新區塊，確保區塊鏈網絡的安全性和穩定性。

利用加密哈希功能保護數據安全

加密哈希函數通過以下屬性保護區塊鏈中的數據：

確定性輸齣：相同的輸入將始終産生相同的哈希值，從而輕鬆驗證數據一緻性。
抗前像性：很難根據哈希值確定原始輸入值。
抗碰撞：不同輸入值均會確保唯一哈希值。

這些屬性確保瞭數據完整性，並阻礙瞭區塊鏈數據結構的篡改。

要瞭解區塊鏈技術的安全性和可靠性，有必要理解加密哈希函數的這些屬性。這些功能為去中心化網絡內數據的安全存儲和傳輸奠定瞭堅實的基礎，保護瞭敏感信息並維護瞭區塊鏈的完整性。

確定性輸齣

哈希中的確定性輸齣與哈希函數為指定輸入持續生成相同哈希值的能力有關。這樣可以確保無論輸入哈希多少次，輸齣都會保持一緻，從而輕鬆驗證數據一緻性。在區塊鏈技術的背景下，這一屬性可確保相同的輸入始終産生相同的結果，保持區塊鏈網絡的一緻性和信任。

確定性輸齣支持可預見和可驗證的代碼執行，這是區塊鏈系統去中心化性質的基礎。在區塊鏈交易驗證中起著至關重要的作用，因為它可確保相同的輸入始終産生相同的輸齣，確保區塊鏈網絡中的所有參與者能夠獨立驗證交易的有效性，並就區塊鏈的狀態達成共識。

前像阻力和碰撞阻力

抗前像性和抗碰撞性是加密哈希函數的重要屬性，可建立數據完整性並阻礙區塊鏈技術的篡改。前像阻力使得在計算上難以找到給定哈希值的原始輸入（前像）。這確保瞭哈希函數是單嚮的，這意味著從輸入中計算哈希值非常簡單，但很難反轉該過程並從哈希值中找到輸入。

另一方麵，抗碰撞性可確保不同的輸入産生不同的哈希值，從而保持存儲在區塊鏈中的數據的完整性。通過最大限度地降低兩種不同輸入産生相同哈希值的可能性，抗碰撞性有助於保持區塊鏈網絡的安全性和可信度。

前像阻力和抗碰撞性共同構成瞭區塊鏈技術中加密哈希函數保護數據安全的基礎。

哈希在區塊鏈中的實際應用

Hashing在區塊鏈中展示瞭許多實際應用，包括交易驗證和密碼存儲和安全性。交易驗證依賴於哈希處理來確認數據的真實性和完整性，確保交易有效且安全。Hashing 還用於安全存儲密碼、保護用戶數據並防止未經授權訪問賬戶。

瞭解區塊鏈中哈希的實際應用，深入瞭解哈希強化和保護去中心化網絡的多種方式。從驗證交易到保護敏感信息，哈希在保持區塊鏈系統的完整性和可信度方麵發揮著至關重要的作用。

交易驗證

交易驗證是區塊鏈技術的一個重要方麵，可確保交易的安全性和準確性。利用哈希，使用哈希函數對交易數據進行哈希處理，所得哈希值與其他交易數據一起並入區塊中。為瞭驗證交易的完整性，交易哈希值與區塊中存儲的哈希值進行比較。如果兩個哈希值匹配，則表示交易未更改，被視為有效。

利用哈希技術，區塊鏈技術可確保交易的不可變性和安全性，因為交易數據的任何更改都會産生不同的哈希值，使其易於檢測。交易驗證過程廣泛應用於比特幣和以太坊等各種區塊鏈，確保瞭網絡的完整性和安全性。

密碼存儲和安全

區塊鏈采用哈希機製來安全存儲密碼，保護用戶數據，禁止未經授權的賬戶訪問。當用戶創建賬戶或設置密碼時，將使用加密算法對密碼進行哈希處理，然後將産生的哈希存儲在區塊鏈中，而不是實際密碼。當用戶嘗試登錄時，系統會使用相同的算法對輸入的密碼進行哈希處理，然後將生成的哈希值與區塊鏈中存儲的哈希值進行比較。對哈希值進行比較。如果匹配，用戶將獲得訪問權限。

由於哈希值是一種單嚮函數，因此從哈希值反嚮設計原始密碼在計算上是不可行的。這使得攻擊者很難通過猜測或使用暴力方法破解密碼。因此，哈希是一種確保區塊鏈技術中密碼存儲的安全性和完整性的有效技術。