轻松秒懂区块链 什么是区块链秒懂百科

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小白如何秒懂区块链中的哈希计算

小白如何秒懂区块链中的哈希计算

当轻松秒懂区块链我在区块链的学习过程中，发现有一个词像幽灵一样反复出现，“哈希”，英文写作“HASH”。

那位说“拉稀”同学轻松秒懂区块链你给我出去轻松秒懂区块链！！

这个“哈希”据说是来源于密码学的一个函数，尝试搜一搜，论文出来一堆一堆的，不是横式就是竖式，不是表格就是图片，还有一堆看不懂得xyzabc。大哥，我就是想了解一下区块链的基础知识，给我弄那么难干啥呀？！我最长的密码就是123456，复杂一点的就是654321，最复杂的时候在最后加个a，你给我写的那么复杂明显感觉脑力被榨干，仅有的脑细胞成批成批的死亡！为了让和我一样的小白同学了解这点，我就勉为其难，努力用傻瓜式的语言讲解一下哈希计算，不求最准确但求最简单最易懂。下面我们开始：

# 一、什么是哈希算法

## 1、定义：哈希算法是将任意长度的字符串变换为固定长度的字符串。

从这里可以看出，可以理解为给**“哈希运算”输入一串数字，它会输出一串数字**。

如果我们自己定义 “增一算法”，那么输入1，就输出2轻松秒懂区块链；输入100就输出101。

如果我我们自己定义“变大写算法”，那么输入“abc”输出“ABC”。

呵呵，先别打我啊！这确实就只是一个函数的概念。

## 2、特点：

这个哈希算法和我的“增一算法”和“变大写算法”相比有什么特点呢？

1）**确定性，算得快**：咋算结果都一样，算起来效率高。

2）**不可逆**：就是知道输出推不出输入的值。

3）**结果不可测**：就是输入变一点，结果天翻地覆毫无规律。

总之，这个哈希运算就是个黑箱，是加密的好帮手！你说“11111”，它给你加密成“b0baee9d279d34fa1dfd71aadb908c3f”，你说“11112”它给你弄成“afcb7a2f1c158286b48062cd885a9866”。反正输入和输出一个天上一个地下，即使输入相关但两个输出毫不相关。

# 二、哈希运算在区块链中的使用

## 1、数据加密

**交易数据是通过哈希运算进行加密，并把相应的哈希值写入区块头**。如下图所示，一个区块头包含了上一个区块的hash值，还包含下一个区块的hash值。

1）、**识别区块数据是否被篡改**：区块链的哈希值能够唯一而精准地标识一个区块，区块链中任意节点通过简单的哈希计算都可以获得这个区块的哈希值，计算出的哈希值没有变化也就意味着区块链中的信息没有被篡改。

2）、**把各个区块串联成区块链**：每个区块都包含上一个区块的哈希值和下一个区块的值，就相当于通过上一个区块的哈希值挂钩到上一个区块尾，通过下一个区块的哈希值挂钩到下一个区块链的头，就自然而然形成一个链式结构的区块链。

## 2、加密交易地址及哈希

在上图的区块头中，有一个Merkle root（默克尔根）的哈希值，它是用来做什么的呢？

首先了解啥叫Merkle root？ 它就是个二叉树结构的根。啥叫二叉树？啥叫根？看看下面的图就知道了。一分二，二分四，四分八可以一直分下去就叫二叉树。根就是最上面的节点就叫 根。

这个根的数据是怎么来的呢？是把一个区块中的每笔交易的哈希值得出后，再两两哈希值再哈希，再哈希，再哈希，直到最顶层的数值。

这么哈希了半天，搞什么事情？有啥作用呢？

1）、**快速定位每笔交易**：由于交易在存储上是线性存储，定位到某笔交易会需要遍历，效率低时间慢，通过这样的二叉树可以快速定位到想要找的交易。

举个不恰当的例子：怎么找到0-100之间的一个任意整数？（假设答案是88）那比较好的一个方法就是问：1、比50大还是小？2、比75大还是小？3、比88大还是小？ 仅仅通过几个问题就可以快速定位到答案。

2）、**核实交易数据是否被篡改**：从交易到每个二叉树的哈希值，有任何一个数字有变化都会导致Merkle root值的变化。同时，如果有错误发生的情况，也可以快速定位错误的地方。

## 3、挖矿

  在我们的区块头中有个参数叫**随机数Nonce，寻找这个随机数的过程就叫做“挖矿”**！网络上任何一台机器只要找到一个合适的数字填到自己的这个区块的Nonce位置，使得区块头这6个字段（80个字节）的数据的哈希值的哈希值以18个以上的0开头，谁就找到了“挖到了那个金子”！既然我们没有办法事先写好一个满足18个0的数字然后反推Nounce，唯一的做法就是从0开始一个一个的尝试，看结果是不是满足要求，不满足就再试下一个，直到找到。

找这个数字是弄啥呢？做这个有什么作用呢？

1）、**公平的找到计算能力最强的计算机**：这个有点像我这里有个沙子，再告诉你它也那一个沙滩的中的一粒相同，你把相同的那粒找出来一样。那可行的办法就是把每一粒都拿起来都比较一下！那么比较速度最快的那个人是最有可能先早到那个沙子。这就是所谓的“工作量证明pow”，你先找到这个沙子，我就认为你比较的次数最多，干的工作最多。

2）、**动态调整难度**：比特币为了保证10分钟出一个区块，就会每2016个块（2周）的时间计算一下找到这个nonce数字的难度，如果这2016个块平均时间低于10分钟则调高难度，如高于十分钟则调低难度。这样，不管全网的挖矿算力是怎么变化，都可以保证10分钟的算出这个随机数nonce。

# 三、哈希运算有哪些？

说了这么多哈希运算，好像哈希运算就是一种似的，其实不是！作为密码学中的哈希运算在不断的发展中衍生出很多流派。我看了”满头包”还是觉得内在机理也太复杂了，暂时罗列如下，小白们有印象知道是怎么回事就好。

从下表中也可以看得出，哈希运算也在不断的发展中，有着各种各样的算法，各种不同的应用也在灵活应用着单个或者多个算法。比特币系统中，哈希运算基本都是使用的SHA256算法，而莱特币是使用SCRYPT算法，夸克币（Quark）达世币（DASH）是把很多算法一层层串联上使用，Heavycoin（HAV）却又是把一下算法并联起来，各取部分混起来使用。以太坊的POW阶段使用ETHASH算法，ZCASH使用EQUIHASH。

需要说明的是，哈希运算的各种算法都是在不断升级完善中，而各种币种使用的算法也并非一成不变，也在不断地优化中。

**总结**：哈希运算在区块链的各个项目中都有着广泛的应用，我们以比特币为例就能看到在**数据加密、交易数据定位、挖矿等等各个方面都有着极其重要的作用**。而哈希运算作为加密学的一门方向不断的发展和延伸，身为普通小白的我们，想理解区块链的一些基础概念，了解到这个层面也已经足够。

什么是区块链？

区块链有两个含义：

1、区块链(Blockchain)是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。所谓共识机制是区块链系统中实现不同节点之间建立信任、获取权益的数学算法。

2、区块链是比特币的底层技术，像一个数据库账本，记载所有的交易记录。这项技术也因其安全、便捷的特性逐渐得到了银行与金融业的关注。

狭义来讲，区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构，并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。

广义来讲，区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。

什么是区块链技术？区块链是什么通俗解释

区块链 自从10月底以来，就一直处于风口浪尖。

什么是区块链技术

虽然说区块链问世已经有十几年了，但是很多人对于这个技术还不是很了解。

区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。从应用视角来看，区块链是一个分布式账本。

那么，为什么区块链叫区块链呢？

因为区块链本身就是一串区块链接而成，在这些区块上，都写满了交易记录，区块很像数据库的记录，每次写入数据，就是创建一个区块。而随着信息交流的扩大，一个区块与一个区块相继续，形成的结果就叫区块链。

区块链技术具有哪些特点呢

简单来说，区块链具有去中心化、开放性、不可篡改、匿名性等特点。

1、去中心化：

在区块链系统中，是没有一个中心的。

在区块链模式中，是分布式核算和存储，各节点自我验证、传递、管理信息，各个节点都是中心，也就是去中心化。

2、开放性：

区块链系统具有开放性的特点，数据是开放的，任何人都可以通过公开的接口查询区块链数据和开发相关应用。

3、信息无法篡改：

区块链系统中，数据一旦写入，就无法撤销篡改，除非掌控全部数据节点的51%，才有可能伪造出一条不存在的记录。所以，区块链技术具备一定的安全性。

4、隐私匿名性：

区块链里面的密码学技术，能够很好地实现身份隐匿。

各节点的身份信息不需要公开或验证，信息传递可以匿名进行。只有在数据拥有者授权的情况下才能访问到，从而保证了数据的安全和个人的隐私。

小李向小王借出了10000元，小李找了两个人共同的还有小白来作证明。这种记账模式，就是中心化记账模式，小白就是中心。

然而，一年之后，小李想要回这笔钱的时候，小王适口否认自己借过他钱，原来小王给小白的女朋友在他的公司介绍了一份工作。

这就是中心化记账的弊端。

小李吃一堑长一智，以后有人再找他 借钱 ，他就在村里的微信说，我借给谁谁谁多少多少钱，这样，全村人都知道小李借给谁多少钱。

这样以后小李再要债的时候，对方就不会否认这个问题，因为村里的人脑海里已经建立了一个共识机制：你确实在小李那里借了多少多少钱。

这就是去中心化记账的优势。

因为毕竟有很多人来作证这笔交易，如果像作假的话，除非把全村一半以上的人都收买了，然而这个代价是很大的。

实际上，区块链具备的这些特点都是为了解决“信任”这个问题，区块链丰富的应用场景，也都基于区块链能解决信息不对称问题，同时区块链也有助于实现多个主体之间的协作信任与一致行动。

区块链的应用有哪些

除了数字货币，区块链的应用场景还有很多。

1、医学领域

区块链帮助实现智慧医疗，比如去医院看病，通过区块链模式，患者的就诊情况、病例、治疗情况等都清晰可见，节省大量医疗资源。

2、版权领域

区块链可以证明作品版权的真实性和唯一性，从音频、视频、图片、文字等作品的诞生到转让，都能被追踪和记录，并且形成不可篡改的信息。

3、物流领域

在物流领域应用了区块链之后，商品从生产到消费都有迹可循。

4、食品安全

区块链用于食品安全？通过区块链的可追溯性，可以轻松地从追踪他们食物的前世今生。

5、证券交易

比如传统的证券交易，需要经过多个机构的协调工作，才能完成，而区块链系统就可以独立地完成一条龙式服务可以让证券交易的时候更简单，效率更快。

不过，很多人对于区块链存在着很大的误解，其中最大的误解就是：区块链= 比特币

实际上，区块链和比特币并不是一回事儿，区块链是比特币的底层技术，比特币是区块链的第一个应用。

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