什麼是加密哈希以及它在區塊鏈中的作用是什麼？

了解加密哈希函數

1. 加密哈希函數是一種數學算法，它接受輸入（或“消息”）並返回固定大小的字節字符串。輸出（稱為哈希值或摘要）看起來是隨機的，並且對於輸入數據來說是唯一的。

2. 即使輸入發生微小變化（例如更改單個字符），由於雪崩效應，也會導致完全不同的哈希值。該屬性確保了對輸入變化的高靈敏度。

3.這些函數是確定性的，這意味著相同的輸入將始終產生相同的哈希值，這對於數字系統內的驗證過程至關重要。

4. 它們被設計為單向函數；根據哈希值對原始輸入進行逆向工程在計算上是不可行的。這可以保護數據完整性和隱私。

5. 區塊鏈中廣泛使用的算法包括 Bitcoin 使用的 SHA-256 和以太坊中使用的 Keccak-256。它們的穩健性支撐了對去中心化網絡的信任。

哈希在區塊鏈結構中的作用

1. 區塊鏈中的每個區塊都包含前一個區塊的哈希值，從而創建了一條按時間順序排列且牢不可破的鏈。這種聯繫可以防止篡改而不被發現。

2. 區塊頭包含 Merkle 根，它是代表區塊中所有交易的哈希值。這允許對交易集進行高效且安全的驗證。

3. 當創建新塊時，其標頭會被散列以生成唯一標識符。礦工們競相尋找低於網絡定義目標的哈希值，這是工作量證明共識的核心過程。

4. 如果有人試圖更改過去的交易，他們必須重新計算該區塊和每個後續區塊的哈希值，這需要巨大的計算能力。

5.區塊鏈的不變性在很大程度上依賴於加密哈希，如果沒有網絡範圍的檢測，未經授權的更改實際上是不可能的。

數據完整性和安全機制

1. 全網節點通過重新計算哈希值獨立驗證區塊。任何差異都會立即將數據標記為無效，以確保一致性。

2. 數字簽名與散列相結合，可以驗證發送者的身份並確認消息的完整性。用戶對交易的哈希值而不是完整數據進行簽名，從而提高了效率。

3.哈希函數可實現去信任驗證，允許參與者在不依賴中央機構的情況下驗證信息。

4. 在智能合約中，哈希可以在鏈下提交數據，同時保持可驗證性，降低存儲成本並增強可擴展性。

5. 哈希時間鎖合約（HTLC）等協議使用哈希鎖來實現不同區塊鏈之間的安全原子交換，從而促進去中心化交換。

常見問題解答

如果兩個不同的輸入產生相同的哈希值，會發生什麼？這種情況稱為碰撞。加密哈希函數旨在使衝突極不可能發生。如果發現了一種創建衝突的實用方法，它將損害使用該哈希函數的區塊鏈的安全性。

哈希值可以解密嗎？不，加密哈希無法解密，因為它不是加密。這是一種單向轉變。沒有單獨從哈希值檢索原始數據的過程。

為什麼區塊鏈使用 SHA-256 等特定哈希函數？ SHA-256 提供了速度、安全性和對已知攻擊的抵抗力的平衡。其 256 位輸出提供足夠的熵來防止暴力和碰撞攻擊，使其適合加密貨幣網絡等高風險環境。

哈希如何影響挖礦難度？礦工調整一個稱為隨機數的值，直到塊的哈希滿足網絡的難度目標（具有一定數量的前導零的哈希）。這個試錯過程需要計算工作，通過工作投入來保護網絡。