什么是哈希？

加密哈希函數(shù)是在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)上運(yùn)行的數(shù)學(xué)運(yùn)算。在比特幣中，所有操作都使用SHA256作為底層加密哈希函數(shù)。

安全哈希算法是由美國(guó)國(guó)家安全局（NSA）設(shè)計(jì)的一套加密哈希函數(shù)。

簡(jiǎn)單地說，哈希函數(shù)就像一個(gè)黑盒子，在這里輸入任何大小的數(shù)字信息，結(jié)果（輸出）是一個(gè)字母數(shù)字字符串（例如：0xe3b0c44298fc1c149afbf4c8996fb92427ae41e4649b934ca495991b7852b855）。對(duì)于SHA-256，輸出是32字節(jié)。該函數(shù)有兩個(gè)特點(diǎn)：

1）毫不含糊：哈希 （輸出）就像輸入數(shù)據(jù)的指紋。因此，從數(shù)字輸入的哈希中，您無法創(chuàng)建原始數(shù)字輸入。

2）抗沖突：任何人都不可能能夠找到導(dǎo)致相同哈希輸出的兩個(gè)不同輸入值。換句話說，對(duì)于任何不同的輸入，總會(huì)有不同的輸出。這允許使用這個(gè)函數(shù)來檢查數(shù)據(jù)完整性，通過將計(jì)算的“哈?！保ㄋ惴▓?zhí)行的輸出）與已知和期望的哈希進(jìn)行比較，可以確定數(shù)據(jù)的完整性。例如，計(jì)算下載文件的哈希，并將結(jié)果與之前發(fā)布的哈希進(jìn)行比較，可以顯示下載是否被修改或篡改。

但是為什么哈希在區(qū)塊鏈中如此重要呢？

這是挖礦過程和礦工職責(zé)的一部分： 礦工獲取一些交易并將其用作輸入的一部分，他們?cè)噲D計(jì)算一個(gè)哈希函數(shù)來為鏈提供一個(gè)新的塊。

加密哈希算法有很多。下面列出了一些相對(duì)經(jīng)常被引用的算法?？梢栽诎用芄：瘮?shù)比較的頁(yè)面上找到更廣泛的列表。

MD5

MD5是由Ronald Rivest在1991年設(shè)計(jì)的，用于替換以前的哈希函數(shù)MD4，并在1992年指定為RFC 1321。對(duì)MD5的沖突可以在幾秒鐘內(nèi)計(jì)算出來，這使得該算法不適合大多數(shù)需要加密哈希的用例。MD5生成128位（16字節(jié)）。

SHA-1

SHA-1是美國(guó)政府Capstone項(xiàng)目的一部分。該算法的最初規(guī)范——現(xiàn)在通常稱為SHA-0——由美國(guó)政府標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)NIST（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所）于1993年以“安全哈希標(biāo)準(zhǔn)FIPS PUB 180”的名義發(fā)布。它在出版后不久就被美國(guó)國(guó)家安全局撤回，并被1995年在FIPS PUB 180-1（通常稱為SHA-1）上出版的修訂版所取代。SHA-1生成一個(gè)160位（20字節(jié)）的哈希。

文檔可能只將SHA-1稱為“SHA”，這可能與其他標(biāo)準(zhǔn)哈希算法（如SHA-0、SHA-2和SHA-3）相沖突。

RIPEMD - 160

RIPEMD （RACE Integrity Primitives EvaluaTIon Message Digest）是由比利時(shí)魯汶大學(xué)（Katholieke Universiteit Leuven） COSIC研究小組的Hans DobberTIn、Antoon Bosselaers和Bart Preneel在魯汶開發(fā)的一個(gè)加密哈希函數(shù)，于1996年首次出版。RIPEMD基于MD4中使用的設(shè)計(jì)原則，其性能類似于更流行的SHA-1。然而，RIPEMD-160并沒有被破壞。顧名思義，RIPEMD-160生成160位（20字節(jié)）的哈希。

Whirlpool

在計(jì)算機(jī)科學(xué)和密碼學(xué)中，Whirlpool是一個(gè)加密哈希函數(shù)。它是由Vincent Rijmen和Paulo s.l. M. Barreto設(shè)計(jì)的，他們?cè)?000年首次描述了它。Whirlpool是基于一個(gè)基本修改版本的高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)（AES）。Whirlpool生成一個(gè)512位（64字節(jié)）的哈希。

SHA-2

SHA-2（安全哈希算法2）是由美國(guó)國(guó)家安全局（NSA）設(shè)計(jì)的一組加密哈希函數(shù)，于2001年首次發(fā)布。它們是使用merker - damgard結(jié)構(gòu)（來自單向壓縮函數(shù)本身）構(gòu)建的，使用分類的專用塊密碼器中使用的Davies結(jié)構(gòu)來構(gòu)建。

SHA-2基本上由兩種哈希算法組成：SHA-256和SHA-512。SHA-224是SHA-256的一個(gè)變體，具有不同的初始值和截?cái)嗟妮敵?。SHA-384和不太為人所知的SHA-512/224和SHA-512/256都是SHA-512的變形。在AMD64等64位上，SHA-512比SHA-256更安全，而且通常比SHA-256更快。

以位為單位的輸出大小由“SHA”名稱的擴(kuò)展名給出，因此SHA-224的輸出大小為224位（28字節(jié)），SHA-256生成32字節(jié)，SHA-384生成48字節(jié)，最后SHA-512生成64字節(jié)。

SHA-3

SHA-3 （Secure Hash Algorithm 3）于2015年8月5日由NIST發(fā)布。SHA-3是更廣泛的Keccak的一個(gè)子集。Keccak算法是Guido Bertoni、Joan Daemen、Michael Peeters和Gilles Van Assche的成果。Keccak基于sponge 結(jié)構(gòu)，sponge 結(jié)構(gòu)還可以用于構(gòu)建其他加密原語(yǔ)，如流cypher。SHA-3提供與SHA-2相同的輸出大小：224、256、384和512位。

還可以使用SHAKE-128和SHAKE-256函數(shù)獲得可配置的輸出大小。這里名稱的-128和-256擴(kuò)展表示函數(shù)的安全強(qiáng)度，而不是以位為單位的輸出大小。

BLAKE2

2012年12月21日，布萊克的改版產(chǎn)品BLAKE2發(fā)布。它是由Jean-Philippe Aumasson、Samuel Neves、Zooko Wilcox-O ‘Hearn和ChrisTIan Winnerlein創(chuàng)建的，目標(biāo)是取代廣泛使用的MD5和SHA-1算法。當(dāng)運(yùn)行在64x64和ARM架構(gòu)上時(shí)，BLAKE2b比SHA-3、SHA-2、SHA-1和MD5更快。盡管BLAKE和BLAKE2還沒有被標(biāo)準(zhǔn)化為SHA-3，但它已經(jīng)在許多協(xié)議中使用，包括argon2加密哈希，因?yàn)樗诂F(xiàn)代cpu上提供了很高的效率。由于BLAKE是SHA-3的候選對(duì)象，BLAKE和BLAKE2都提供了與SHA-3相同的輸出大小——包括可配置的輸出大小。