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【图学院】区块链与密码学全民课堂第2-3讲:区块链基础技术大剖析之哈希函数

数字货币交易所2020-07-17

引导:这门课以一系列容易理解的内容介绍了区块链和密码学的相关知识。这里既有知识也有故事。从兴趣到乐趣,整个班级都在等着你去学习。

本系列的课程内容从比特币开始,延伸到区块链的相关技术原理和发展趋势,然后简单介绍区块链应用的各种密码技术。欢迎你订阅这本书公众号继续学习。

[本课程的全部内容选自《区块链与密码学》讲义、教材和互联网,作者是普拉东大学首席密码学家何德彪,教授、武汉大学国家网络安全学院教授、博士生导师。版权属于原作者。如果有任何侵权,请立即联系我们,我们会及时处理。】

2 . 4 . 1 哈希函数

区块链作为一项刚刚诞生十多年的技术,的确是一个新概念,但它所使用的基础技术目前都是非常成熟的技术。它可以说是技术的“结晶”。引导:这门课以一系列容易理解的内容介绍了区块链和密码学的相关知识。这里既有知识也有故事。从兴趣到乐趣,整个班级都在等着你去学习。

本系列的课程内容从比特币开始,延伸到区块链的相关技术原理和发展趋势,然后简单介绍区块链应用的各种密码技术。欢迎你订阅这本书公众号继续学习。

[本课程的全部内容选自《区块链与密码学》讲义、教材和互联网,作者是普拉东大学首席密码学家何德彪,教授、武汉大学国家网络安全学院教授、博士生导师。版权属于原作者。如果有任何侵权,请立即联系我们,我们会及时处理。】

2 . 4 . 1 哈希函数

区块链作为一项刚刚诞生十多年的技术,的确是一个新概念,但它所使用的基础技术目前都是非常成熟的技术。它可以说是技术的“结晶”。

在区块链崛起之前,区块链的基本技术,如哈希运算、数字签名、P2P网络、共识算法和智能合约,已经广泛应用于各种互联网应用中。

但这并不意味着区块链是一瓶新的老酒。就像积木游戏一样,虽然它们是简单而有限的木块,但它们组合在一起后可以创造一个新的世界。

与此同时,区块链不仅仅是重复利用现有技术。例如,共识算法和隐私保护在区块链进行了许多创新,智能合约已经从一个简单的概念变成了现实。

区块链“分散化”或“多中心”的颠覆性设计理念带来了强大的功能,如不变的数据、透明性、可追溯性和合约自动执行,足以引发新的技术风暴。

本课程主要讨论这些技术的原理及其在区块链系统中的作用。让我们从哈希函数开始。

什么是哈希行动

哈希算法是哈希算法的直接音译。简而言之,它的基本功能是通过一定的计算,从任意长度的输入(如文本和其他信息)中生成一个固定长度的字符串,输出的字符串称为输入的哈希值。这里,常用的SHA-256算法用于计算一个短句和一段文本的哈希值。

输入:

这是一个杂烩

例子!

哈希价值:

17 F2 cf  0 bcbfbc  11 A8 ab  6b  6883 b  03 c  721407 da  5 c  97

45d46a5fc53830d4749504a

在第一单元课程中,我们详细解释了涉及哈希函数的公钥和私钥的转换。请参见:

[图片学院]块链和密码学国家课堂第1-4讲:比特币交易

哈希行动的特点

一个优秀的哈希算法应该具有快进、输入敏感、逆向困难和抗碰撞能力强的特点。

快进

前进方向是从输入计算输出的过程。对于给定的数据,可以在很短的时间内快速获得哈希值。例如,目前常用的SHA256算法,在普通计算机上一秒钟可以做2000万次哈希运算。

输入灵敏度

如果输入信息有任何微小的变化,即使只是一个字符的变化,再生的哈希值将与原始的哈希值有很大的不同。同时,通过比较新旧哈希值之间的差异,不可能猜测数据内容发生了什么变化。

因此,通过哈希值很容易验证两个文件的内容是否相同。此功能广泛用于错误检查。在网络传输中,发送方在发送数据的同时发送内容的哈希值。

接收到数据后,接收器只需再次对数据进行哈希运算,并将输出值与接收到的哈希值进行比较,判断数据是否损坏。

反向难度

要求不能在短时间内根据哈希值计算原始输入信息。这一特性是哈希算法安全性的基础,因此它是现代密码学的重要组成部分。哈希算法在密码学中有很多应用。这里,仅以哈希密码为例。

现在的生活离不开各种账户和密码,但不是每个人都有为每个账户设置密码的好习惯。为了方便记忆,许多人对多个账户使用同一组密码。

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