什麼是加密哈希碰撞？

加密哈希碰撞，不同的輸入產生相同的哈希輸出，極為罕見，但對加密貨幣構成了重大的安全風險。較長的哈希輸出降低了這種概率，但是計算的進步（包括量子計算）可能會使碰撞在將來更加可行。

2025/03/06 12:36

要點：

• 當兩個不同的輸入使用加密哈希函數產生相同的輸出哈希值時，就會發生加密哈希碰撞。
• 加密哈希功能旨在抗碰撞，使碰撞極不可能，但並非不可能。
• 碰撞的概率取決於哈希函數的輸出大小（哈希的長度）。較長的哈希輸出導致較低的碰撞概率。
• 碰撞構成了嚴重的安全風險，尤其是在區塊鏈技術和數字簽名中。
• 儘管從理論上講是可能的，但在強加密哈希功能中找到碰撞需要巨大的計算能力。

什麼是加密哈希碰撞？

加密哈希碰撞是一種場景，通過加密哈希函數處理兩個不同的輸入會產生相同的輸出。加密哈希功能是單向函數，旨在獲取任何大小的輸入並產生固定尺寸的輸出，稱為哈希值。理想情況下，即使輸入的微小變化也會導致產出明顯不同。碰撞違反了這一原則。想像兩個不同的文件產生相同的指紋 - 這實際上是哈希相撞。

加密哈希功能如何起作用及其在加密貨幣中的重要性

加密哈希功能對於加密貨幣的許多方面都是基礎。它們用於確保數據完整性，驗證交易和安全的數字簽名。例如，在區塊鏈中，每個塊包含上一個塊的哈希，創建鏈。這種鏈接阻止了篡改，因為對塊的任何更改都會改變其哈希，從而破壞了鏈條。在數字簽名中，簽署了該消息的哈希，並驗證了真實性和完整性。

加密哈希碰撞的概率

碰撞的概率與哈希輸出的大小直接相關。比較短的哈希（例如256位）碰撞的機會要小得多（例如128位）。這是由於“生日悖論”，這是一種統計現象，在該統計現像中，隨著組大小的增長，在組中找到匹配對的概率令人驚訝地增加。雖然碰撞發生256位哈希的機會非常小，但這並不為零。

碰撞對加密貨幣安全性的影響

成功的碰撞攻擊可能會對加密貨幣的安全產生毀滅性的後果。例如，如果攻擊者可以找到兩項具有相同哈希的交易，則他們可能有可能獲得雙重資金。這將違反區塊鏈中不變性的基本原則，從而破壞整個系統的完整性。同樣，可以利用碰撞來偽造數字簽名，從而允許未經授權訪問帳戶和資產。

減輕碰撞風險的方法

針對哈希碰撞的主要防禦是使用具有足夠大的輸出尺寸的穩健且進行良好的加密哈希功能。加密貨幣通常採用SHA-256或SHA-3等功能，這些功能被認為是高度安全的。對這些功能的定期審核和安全評估對於識別和解決潛在漏洞至關重要。此外，許多加密貨幣的分散性質使一個實體很難控制系統並利用碰撞。

查找加密哈希碰撞：計算挑戰

在強加密哈希功能中查找碰撞在計算上非常困難。它涉及野蠻的輸入，直到找到匹配的哈希為止。實現這一目標所需的計算資源是天文學的，這對於大多數攻擊者而言實際上是不可行的。但是，計算能力和算法效率的進步可能會減少未來的困難，因此需要持續的研究和開發更安全的哈希功能。

量子計算在加密哈希碰撞中的作用

量子計算的出現對當前加密哈希功能的安全性構成了潛在威脅。量子計算機具有極大的處理能力，可能會加速尋找碰撞的搜索，從而使強大的哈希功能變得容易受到傷害。正在進行研究以開發對量子計算機攻擊具有抵抗力的“量詞後密碼學”。

不同類型的加密哈希功能及其在加密貨幣中的應用

加密貨幣生態系統中使用了幾個加密哈希功能。 SHA-256（安全哈希算法256位）是一種廣泛使用的功能，用於比特幣和許多其他加密貨幣。 SHA-3（安全哈希算法3）是最新的標準，可提供改進的安全屬性。其他功能，例如Blake2和Keccak，也用於不同的區塊鏈協議中。哈希功能的選擇取決於加密貨幣的特定要求及其安全考慮。

在加密貨幣環境中哈希碰撞的示例（假設）

想像一個場景，攻擊者通過相同的SHA-256哈希找到了兩項不同的交易。一項交易是合法的付款，而另一筆交易是將資金轉移到攻擊者錢包中的欺詐嘗試。如果兩項交易都具有相同的哈希，則攻擊者可能會在區塊鏈中都包含兩者，從而有效地雙支出資金。這是一個假設的例子；發現與當前哈希功能的這種碰撞是極為不可能的。

現實世界的影響和緩解策略

儘管對公認的加密貨幣進行成功的哈希碰撞攻擊的可能性異常低，但保持警惕至關重要。需要定期對基礎加密算法和協議的安全審核。此外，面對量子計算技術，對量子後加密的研究對於確保加密貨幣的長期安全至關重要。

常見問題：

問：與SHA-256碰撞的可能性有多大？答：極不可能。概率是如此之低，以至於當前計算能力實際上是不可能的。

問：如果在加密貨幣中發現哈希碰撞會發生什麼？答：這可能導致安全漏洞，例如雙支出或鍛造的數字簽名，可能破壞加密貨幣的完整性。

問：是否有任何成功的哈希碰撞攻擊對加密貨幣的示例？答：不，沒有已知的成功攻擊利用哈希碰撞，以利用強大的哈希功能來實現廣泛使用的加密貨幣。

問：阻止哈希碰撞引起問題的塊鏈在障礙中的作用是什麼？答：區塊鏈的結構和共識機制使得很難通過碰撞哈希插入欺詐性交易，因為它需要操縱網絡的很大一部分。

問：我如何保護自己免受潛在的哈希碰撞漏洞？答：使用信譽良好的加密貨幣交換和錢包，保持軟件的更新，並了解安全性最佳實踐。在正確實現的系統中，哈希碰撞的風險極低。