區(qū)塊鏈之所以能夠解決人與人之間的信任問(wèn)題，很大程度得歸功于它的不可篡改性，而這種特性本質(zhì)上又是基于密碼學(xué)算法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)下區(qū)塊鏈技術(shù)主要運(yùn)用了密碼學(xué)的兩大部分：哈希算法和非對(duì)稱(chēng)加密。如果說(shuō)密碼學(xué)是區(qū)塊鏈的基石，那么哈希就是密碼學(xué)的基礎(chǔ)，理解哈希就是理解數(shù)字簽名和加密通信等技術(shù)的必要前提。

每當(dāng)聊到區(qū)塊鏈的話(huà)題，人們總會(huì)頻繁提及“哈?！?、“哈希函數(shù)”、“哈希算法”等詞匯，事實(shí)上，在區(qū)塊鏈小白群體中，有近一半的人都沒(méi)有真正弄懂哈希算法。

說(shuō)唱有嘻哈，算法有哈希

哈希算法是區(qū)塊鏈技術(shù)中運(yùn)用得最多的算法之一，基于密碼學(xué)中的哈希函數(shù)，一直被廣泛用于構(gòu)建區(qū)塊和確認(rèn)交易的完整性上。是區(qū)塊鏈中保證交易信息不被篡改的一種單向密碼機(jī)制，在接受一段明文后，能夠以一種不可逆的方式轉(zhuǎn)化為一段固定位數(shù)的散列數(shù)據(jù)。

可以簡(jiǎn)單理解為，哈希算法是一種特殊的函數(shù)，利用這個(gè)函數(shù)，無(wú)論輸入值字符有多長(zhǎng)，都可得到一個(gè)固定長(zhǎng)度的輸出值。即可以將任意長(zhǎng)度的輸入變換為固定長(zhǎng)度的輸出，比特幣中輸出值固定為256bit長(zhǎng)度，所得到的輸出值就是人們所說(shuō)的哈希值。

哈希算法之所以會(huì)在區(qū)塊鏈技術(shù)中被大量使用，主要源于防篡改、單向性以及抗碰撞能力，正是這三大特點(diǎn)才能賦予區(qū)塊鏈匿名、唯一和不可篡改的特性，保障整個(gè)區(qū)塊鏈體系的安全。

防篡改

不可篡改是區(qū)塊鏈最重要的特性之一，所謂的區(qū)塊鏈防篡改能力指的是用戶(hù)無(wú)法對(duì)任意一個(gè)輸入值進(jìn)行修改。以比特幣舉例，比特幣系統(tǒng)使用哈希算法把交易生成數(shù)據(jù)摘要，當(dāng)前區(qū)塊里面包含上一個(gè)區(qū)塊的哈希值，后面一個(gè)區(qū)塊又包含當(dāng)前區(qū)塊的哈希值，就這樣一個(gè)接一個(gè)的連接起來(lái)。以此類(lèi)推，后面生成的區(qū)塊不僅可以查找到前面連接的所有區(qū)塊也能驗(yàn)證前面區(qū)塊的數(shù)據(jù)是否被更改。這樣，篡改的成本就會(huì)提高，除非能破解整條鏈條上的所有哈希值，否則，數(shù)據(jù)一旦上鏈，將不可更改。

單向性

哈希算法是一種單向密碼體制，是一個(gè)從明文到密文的不可逆映射，只有加密過(guò)程，沒(méi)有解密過(guò)程。在哈希算法中輸入一串明文字符可得到具體輸出值，但通過(guò)輸出值卻無(wú)法反推輸入值，即加密過(guò)程不可逆。這就意味著當(dāng)用戶(hù)輸入A數(shù)據(jù)后，借助哈希算法可輸出H（A）結(jié)果，但利用H(A)倒推A則不可行，用戶(hù)不能通過(guò)輸出的散列數(shù)據(jù)反算出輸入明文。在區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)打包生成區(qū)塊的過(guò)程中，正是基于哈希算法的單向性，才能保護(hù)區(qū)塊鏈交易信息的安全。

抗碰撞

在密碼學(xué)里，碰撞表示兩個(gè)不同輸入產(chǎn)生相同輸出。哈希函數(shù)中大部分的輸入，都能的得到獨(dú)一無(wú)二的輸出，想要找到兩個(gè)不同輸入產(chǎn)生相同輸出的幾率極低，但依舊有存在碰撞的可能。在區(qū)塊鏈運(yùn)用場(chǎng)景中，任何賬戶(hù)地址和交易都需要基于哈希算法生成的，正是由于抗碰撞的功能，才能保證賬戶(hù)地址和交易在整個(gè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的唯一性，無(wú)論用戶(hù)交易流程多長(zhǎng)，交易方多少，在區(qū)塊鏈的分布式賬本中都是獨(dú)一無(wú)二的存在。

從哈希概念誕生至今，市面上已經(jīng)提出過(guò)幾十種哈希算法，其中以MD4、MD5、SHA-1、SHA-256、SHA-3為代表的 MD 系列和 SHA 系列是哈希算法中最主流的兩大類(lèi)型。在區(qū)塊鏈中，哈希函數(shù)的主要價(jià)值是防篡改。作為信息技術(shù)領(lǐng)域的基石，哈希算法也是區(qū)塊鏈協(xié)議的重要組成部分，公鏈、地址生成、挖礦過(guò)程等都需要哈希算法的參與。而哈希算法計(jì)算的難度值對(duì)保證區(qū)塊鏈系統(tǒng)的安全意義重大，在龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)中，哈希值更為短小精簡(jiǎn)，更容易被找到，因此在區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用中，基于哈希算法的存儲(chǔ)與加密，讓數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和被查詢(xún)的速度變得更快，也讓數(shù)據(jù)傳播更為安全。