目录

一、内容简介

二、知识点

hash 函数

区块数据结构

hash 函数特性

hash 函数和区块链的联系

三、什么是 hash 函数，区块链用 hash 函数做什么

1、hash 函数

2、哈希函数的特性

（1）输入可任意长度，输出是固定长度

（2）计算速度快

（3）防碰撞

（4）隐藏性或者单向性 

（5）谜题友好 puzzlefriendly

3、区块链与 hash 函数的关系

---

一、内容简介

区块链主要是一种链式数据结构，hash 函数加密数据，确保了区块链数据的不可篡改等特性，在区块链中占据了很重要的地位。

二、知识点

• hash 函数

• 区块数据结构

• hash 函数特性

• hash 函数和区块链的联系

三、什么是 hash 函数，区块链用 hash 函数做什么

1、hash 函数

单向散列函数 one-wayhash function，通常被称为哈希函数。比特币领域中提到的 哈希函数 是指特定算法支持的 hash 函数，一般使用 SHA-256 算法。这个函数的特点是对于不同的输入 X， 都可以得到一个固定长度的 256bit 的二进制 Y 值， Y = hash(X)，如图所示：

2、哈希函数的特性

（1）输入可任意长度，输出是固定长度

哈希函数不用知道输入信息代表的是什么意思，也无所谓信息的长度有多长，只要输入hash函数出来的都是固定长度的比特值。输入一本《三国演义》或者仅仅输入一个字母a，出来的都是256位比特长度的数据。

（2）计算速度快

（3）防碰撞

对于不同的输入 X， 一定要产生不同的值 Y。 不管怎样 hash 函数肯定会存在碰撞，这里就涉及碰撞概率问题。

当 Y 是 22 个字符串长度时，300万亿次结算结果里面，碰撞概率是 1000 亿分之 1。随着 Y 长度增加，碰撞概率会更低， SHA-256 是 64 位字符串，因此发生碰撞概率极低。

（4）隐藏性或者单向性 

hash 函数的计算过程是单向不可逆的，可以通过 X 计算得到 一个 Y，但是反过来很难通过 Y 去反推出来 X 的值。区块链需要保证用户的隐私和安全，所以 hash 函数在这方面的作用非常突出。

（5）谜题友好 puzzlefriendly

Y = H(X)，这个说的是看 X 不知道 H 是什么。也就是说知道了 X，没法一眼看出来输出的 H(X) 是什么。因此知道输入信息 X 也不知道哈希值 Y 是多少，虽然可以很快计算出来，但是无法预判，反向计算也是很困难的。

3、区块链与 hash 函数的关系

在比特币网络中的计算机上都保留着一条区块链表，每个区块的生成的生成都要填写 hash 值。

这个 hash 值的输入包括 区块编号，区块的多条交易数据，前一区块的 hash 值，一个随机数。

通过这种链式结构，在知道一个区块的情况下，就可以一直追溯到第一个区块，这样形成的链条就是区块链。

通过以上介绍，我们知道了 hash 函数在区块链结构中的重要作用，如果说分布式账本节点从架构上保证了比特币账本的安全性，那么 hash 链表则是从数据结构层面保证了账本的不可篡改性。