SHA:SHA-256、MD-5…… 哈希散列函数这些原理你懂了吗?

作者:wagslane

译者:火火酱

出品:区块链大本营

本文对哈希函数进行简要的介绍,旨在帮助读者理解为什么要使用哈希函数,以及其基本工作原理。文中将省略具体证明和实现细节,而将重点放在高级原理上。

为什么要使用哈希函数

哈希函数被广泛应用于互联网的各个方面,主要用于安全存储密码、查找备份记录、快速存储和检索数据等等。例如,Qvault使用哈希散列将主密码扩展为私人加密密钥。

用途列表清单详见:?https://en.wikipedia.or/wiki/Hash_function#Uses

本文将重点介绍哈希函数的几个重要特性,也可以说是其最重要的特性:

哈希函数确定性地加扰数据;

无论输入是什么,哈希函数的输出大小始终相同;

无法从加扰的数据中检索原始数据;

CoinShares将针对美国机构投资者推出数字资产管理基金:金色财经报道,向美国证券交易委员会提交的文件显示,欧洲加密ETP提供商CoinShares正在首次进军主动管理型的数字资产产品,其中包括针对美国机构的对冲基金CoinShares Bitcoin US Feeder Fund,这似乎是其首个向认可的美国投资者开放的对冲基金。

文件显示,该基金似乎将在未来几周内开始交易,支线基金结构表明该工具旨在将有限合伙人资本注入主基金。这反过来又可以成为欧洲投资者流入资本的渠道,有关其投资策略的更多细节尚未立即公布。

截至欧洲最近收盘,CoinShares的资产管理规模(包括其ETP产品中持有的资产)总额约为30亿美元。[2023/7/28 16:03:23]

确定性地加扰数据

首先,想象一个魔方。

我们从恢复魔方开始。如果我们随机转动魔方,到最后,魔方将会呈现和开始时完全不同的状态。同样,如果我们重新开始,重复完全相同的动作,那么我们会不断得到完全相同的结果。尽管看起来结果可能是随机产生的,但实质上并非如此。这就是“确定性”的意思。

Sharpe Labs推出的质押收益优化器Magnum已上线主网:4月6日消息,DeFi 基础设施开发商 Sharpe Labs 推出的质押收益优化器 Magnum 已上线主网。Sharpe Magnum 是一种建立在 Lido、Morpho 和 Aave 之上的质押收益优化器,旨在无缝提高质押收益的资本效率。

Magnum 目前免费使用,管理费和绩效费为 0%。用户只需支付 Aave 闪电贷、stETH 兑换和 Gas 费用。Sharpe Labs 同时推出社区奖励计划,用户将根据其在 Magnum 流动性池中的资产份额追溯领取 Sharpe Token。[2023/4/6 13:48:10]

“确定性”在安全存储密码方面起着至关重要的作用。例如,假设我的密码是“iLoveBitcoin”。

我可以使用哈希函数对其进行加扰:

iLoveBitcoin→“2f5sfsdfs5s1fsfsdf98ss4f84sfs6d5fs2d1fdf15”

现在,如果有人看到这个加扰后的版本,他们也不会知道我的原始密码!这一点非常重要,因为这意味着,作为一名网站开发人员,我只需存储用户密码的哈希散列(加扰数据),即可对其进行验证。

当用户进行注册时,我对密码进行哈希散列处理,并将其存储在数据库中。当用户登录时,我只需再次对输入的内容进行哈希散列处理,并比较两个哈希值。由于特定的输入始终会输出相同的哈希值,所以该方法每次都可以成功验证密码。

Shapeshift创始人:下次减半后比特币的S2F比率将高于黄金:数字资产交易平台Shapeshift的创始人兼首席执行官Erik Voorhees发推称,到2024年(下一次比特币减半时间),比特币的流量和存量比率(stock-to-flow,S2F)将高于黄金。其他商品有哪个可以实现这一目标?[2020/7/17]

如果网站以纯文本格式存储密码的话,则会出现巨大的安全漏洞。如果有人入侵该网站,那么他将会能获取所有的电子邮件和密码,并可以尝试在其他网站上使用这些信息进行登录。

无论输入是什么,输出大小始终相同

如果对单个单词进行哈希,则输出将是特定的大小(对于特定的哈希函数SHA-256来说,其大小是256bits)。如果对一本书进行哈希,其输出也将是相同的大小。

这是其另一个重要特性,因为这可以节省我们的计算时间。典型的例子是在数据映射中使用哈希散列作为键。数据映射是计算机科学中用来存储数据的简单结构。

动态 | 加密货币价格春季上涨使下一代和旧款SHA-256矿机获得可观收益:据Bitcoin.com报道,自今年春季价格上涨以来,采用下一代矿机开采数字资产使参与者获得显著收益,甚至更老的采矿设备也在盈利。 在BTC和BCH的价格出现大幅上涨之后,处理SHA-256算法的矿机开始获得可观的利润。据去年12月报道,当时只有5款SHA256矿机获利,目前这一趋势发生了变化。现在大多数设备运行良好,按照平均每千瓦时0.10美元计算,十大最赚钱的矿机每天每台可获利10-15美元。 这些矿机包括Asichminer Pro(76TH/s)、Antminer S17 (56TH/s)、Innosilicon T3(52TH/s)和Bitferry Tardis(80TH/s)。 此外,如果矿机位于并且每千瓦时价格为0.04美元,那么使用下一代矿机每日收入为15-21美元。[2019/5/16]

当程序在映射中存储数据时,会向映射提供键和值。当程序想要访问该值时,它可以向映射提供适当的键并接收相应的值。数据映射的优势在于它们可以立即找到数据。该键被用作计算机能够立即找到的地址,这样一来,就不必花费数小时在数百万条记录中进行搜索了。

因为键就像地址一样,不能太大。如果想将书籍存储在数据映射中,则可以对书籍的内容进行哈希散列处理,并使用哈希值作为键。作为一名程序员,我可以轻而易举地使用哈希散列来查找该书的内容,而不必按标题、作者等对数千条记录进行排序。

动态 | Cashaa宣布成立非洲支付联盟:Cashaa(CAS)今日在Medium发布文章,宣布与非洲金融科技初创公司Maxi Cash App和Omanye Money一同成立非洲支付联盟。该联盟汇集了非洲处于中期及后期的金融服务公司汇聚在一起,旨在成为非洲权威的区块链金融联盟。[2018/7/21]

其工作原理是怎样的呢?

这部分是本文的难点,我会尽量将其简化,省略实际的实现细节,重点介绍计算机在使用哈希散列处理数据时工作原理的基本概念。

下面让我们来看一下我为此专门编写的一个算法——LANEHASH:

我们从要进行哈希散列的数据开始

我把字母和数字转换成1和0(计算机中的所有数据都以1和0的形式进行存储,不同的1和0的组合代表了不同的字母)

此时,我们通过各种预设的步骤对数据进行转换。步骤内容可以是任意的,但重要的是,每次使用LANEHASH时,我们都需要遵循相同的步骤,以便我们的算法具有确定性。我们将前4位从左侧移到右侧:

每隔1位进行间隔:

我们把这两部分转换为以十进制的数字。十进制是我们在学校中学过的“正常的”数字系统。(所有的二进制数据实际上都是数字,你可以在其他网站上在线查询如何将二进制转换为十进制数字)

我们将这两个数字相乘:

然后对该数进行平方:

再将该数字转换回二进制:

从右侧切掉9bits后正好得到16bits:

然后将该二进制数据转换回英语:

如上所示,如果输入相同,那么最后终将会得到相同的输出结果。但是,如果改变任何一个字母,最终的结果也将发生巨大变化。

免责声明:

在我将英语转换成二进制,并将二进制转换成英语的步骤中,并没有遵循任何模式。有许多不同的方法可以将二进制数据转换成英语并转换回去,我只是不想在本文中展开讨论这个问题。感兴趣的话,你可以通过以下链接进行了解:

https://en.wikipedia.org/wiki/ASCII

https://en.wikipedia.org/wiki/Unicode原文:https://hackernoon.com/a-very-basic-intro-to-hash-functions-sha-256-md-5-etc-21wp24jk

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地球链

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