以太坊哈希計算方式

㈠ 非高手勿擾!請教高手:哈希值是怎樣計算的原理是什麼

1 基本原理

我們使用一個下標范圍比較大的數組來存儲元素。可以設計一個函數（哈希函數， 也叫做散列函數），使得每個元素的關鍵字都與一個函數值（即數組下標）相對應，於是用這個數組單元來存儲這個元素；也可以簡單的理解為，按照關鍵字為每一個元素"分類"，然後將這個元素存儲在相應"類"所對應的地方。

但是，不能夠保證每個元素的關鍵字與函數值是一一對應的，因此極有可能出現對於不同的元素，卻計算出了相同的函數值，這樣就產生了"沖突"，換句話說，就是把不同的元素分在了相同的"類"之中。後面我們將看到一種解決"沖突"的簡便做法。

總的來說，"直接定址"與"解決沖突"是哈希表的兩大特點。

2 函數構造

構造函數的常用方法（下面為了敘述簡潔，設 h(k) 表示關鍵字為 k 的元素所對應的函數值）：

a) 除余法：

選擇一個適當的正整數 p ，令 h(k ) = k mod p
這里， p 如果選取的是比較大的素數，效果比較好。而且此法非常容易實現，因此是最常用的方法。

b) 數字選擇法：

如果關鍵字的位數比較多，超過長整型範圍而無法直接運算，可以選擇其中數字分布比較均勻的若干位，所組成的新的值作為關鍵字或者直接作為函數值。

3 沖突處理

線性重新散列技術易於實現且可以較好的達到目的。令數組元素個數為 S ，則當 h(k) 已經存儲了元素的時候，依次探查 (h(k)+i) mod S , i=1,2,3…… ，直到找到空的存儲單元為止（或者從頭到尾掃描一圈仍未發現空單元，這就是哈希表已經滿了，發生了錯誤。當然這是可以通過擴大數組范圍避免的）。

4 支持運算

哈希表支持的運算主要有：初始化(makenull)、哈希函數值的運算(h(x))、插入元素(insert)、查找元素(member)。
設插入的元素的關鍵字為 x ，A 為存儲的數組。
初始化比較容易，例如
const empty=maxlongint; // 用非常大的整數代表這個位置沒有存儲元素
p=9997; // 表的大小
procere makenull;
var i:integer;
begin
for i:=0 to p-1 do
A[i]:=empty;
End;

哈希函數值的運算根據函數的不同而變化，例如除余法的一個例子：
function h(x:longint):Integer;
begin
h:= x mod p;
end;

我們注意到，插入和查找首先都需要對這個元素定位，即如果這個元素若存在，它應該存儲在什麼位置，因此加入一個定位的函數 locate
function locate(x:longint):integer;
var orig,i:integer;
begin
orig:=h(x);
i:=0;
while (i<S)and(A[(orig+i)mod S]<>x)and(A[(orig+i)mod S]<>empty) do
inc(i);
//當這個循環停下來時，要麼找到一個空的存儲單元，要麼找到這個元
//素存儲的單元，要麼表已經滿了
locate:=(orig+i) mod S;
end;
插入元素
procere insert(x:longint);
var posi:integer;
begin
posi:=locate(x); //定位函數的返回值
if A[posi]=empty then A[posi]:=x
else error; //error 即為發生了錯誤，當然這是可以避免的
end;

查找元素是否已經在表中
procere member(x:longint):boolean;
var posi:integer;

㈡ 小白如何秒懂區塊鏈中的哈希計算

​ 小白如何秒懂區塊鏈中的哈希計算

當我在區塊鏈的學習過程中，發現有一個詞像幽靈一樣反復出現，「哈希」，英文寫作「HASH」。

那位說「拉稀」同學你給我出去！！

這個「哈希」據說是來源於密碼學的一個函數，嘗試搜一搜，論文出來一堆一堆的，不是橫式就是豎式，不是表格就是圖片，還有一堆看不懂得xyzabc。大哥，我就是想了解一下區塊鏈的基礎知識，給我弄那麼難幹啥呀？！我最長的密碼就是123456，復雜一點的就是654321，最復雜的時候在最後加個a，你給我寫的那麼復雜明顯感覺腦力被榨乾，僅有的腦細胞成批成批的死亡！為了讓和我一樣的小白同學了解這點，我就勉為其難，努力用傻瓜式的語言講解一下哈希計算，不求最准確但求最簡單最易懂。下面我們開始：

# 一、什麼是哈希演算法

## 1、定義：哈希演算法是將任意長度的字元串變換為固定長度的字元串。

從這里可以看出，可以理解為給**「哈希運算」輸入一串數字，它會輸出一串數字**。

如果我們自己定義 「增一演算法」，那麼輸入1，就輸出2；輸入100就輸出101。

如果我我們自己定義「變大寫演算法」，那麼輸入「abc」輸出「ABC」。

呵呵，先別打我啊！這確實就只是一個函數的概念。

## 2、特點：

這個哈希演算法和我的「增一演算法」和「變大寫演算法」相比有什麼特點呢？

1）**確定性，算得快**：咋算結果都一樣，算起來效率高。

2）**不可逆**：就是知道輸出推不出輸入的值。

3）**結果不可測**：就是輸入變一點，結果天翻地覆毫無規律。

總之，這個哈希運算就是個黑箱，是加密的好幫手！你說「11111」，它給你加密成「」，你說「11112」它給你弄成「」。反正輸入和輸出一個天上一個地下，即使輸入相關但兩個輸出毫不相關。

# 二、哈希運算在區塊鏈中的使用

## 1、數據加密

**交易數據是通過哈希運算進行加密，並把相應的哈希值寫入區塊頭**。如下圖所示，一個區塊頭包含了上一個區塊的hash值，還包含下一個區塊的hash值。

1）、**識別區塊數據是否被篡改**：區塊鏈的哈希值能夠唯一而精準地標識一個區塊，區塊鏈中任意節點通過簡單的哈希計算都可以獲得這個區塊的哈希值，計算出的哈希值沒有變化也就意味著區塊鏈中的信息沒有被篡改。

2）、**把各個區塊串聯成區塊鏈**：每個區塊都包含上一個區塊的哈希值和下一個區塊的值，就相當於通過上一個區塊的哈希值掛鉤到上一個區塊尾，通過下一個區塊的哈希值掛鉤到下一個區塊鏈的頭，就自然而然形成一個鏈式結構的區塊鏈。

## 2、加密交易地址及哈希

在上圖的區塊頭中，有一個Merkle root（默克爾根）的哈希值，它是用來做什麼的呢？

首先了解啥叫Merkle root？ 它就是個二叉樹結構的根。啥叫二叉樹？啥叫根？看看下面的圖就知道了。一分二，二分四，四分八可以一直分下去就叫二叉樹。根就是最上面的節點就叫 根。

這個根的數據是怎麼來的呢？是把一個區塊中的每筆交易的哈希值得出後，再兩兩哈希值再哈希，再哈希，再哈希，直到最頂層的數值。

這么哈希了半天，搞什麼事情？有啥作用呢？

1）、**快速定位每筆交易**：由於交易在存儲上是線性存儲，定位到某筆交易會需要遍歷，效率低時間慢，通過這樣的二叉樹可以快速定位到想要找的交易。

舉個不恰當的例子：怎麼找到0-100之間的一個任意整數？（假設答案是88）那比較好的一個方法就是問：1、比50大還是小？2、比75大還是小？3、比88大還是小？ 僅僅通過幾個問題就可以快速定位到答案。

2）、**核實交易數據是否被篡改**：從交易到每個二叉樹的哈希值，有任何一個數字有變化都會導致Merkle root值的變化。同時，如果有錯誤發生的情況，也可以快速定位錯誤的地方。

## 3、挖礦

  在我們的區塊頭中有個參數叫**隨機數Nonce，尋找這個隨機數的過程就叫做「挖礦」**！網路上任何一台機器只要找到一個合適的數字填到自己的這個區塊的Nonce位置，使得區塊頭這6個欄位（80個位元組）的數據的哈希值的哈希值以18個以上的0開頭，誰就找到了「挖到了那個金子」！既然我們沒有辦法事先寫好一個滿足18個0的數字然後反推Nounce，唯一的做法就是從0開始一個一個的嘗試，看結果是不是滿足要求，不滿足就再試下一個，直到找到。

找這個數字是弄啥呢？做這個有什麼作用呢？

1）、**公平的找到計算能力最強的計算機**：這個有點像我這里有個沙子，再告訴你它也那一個沙灘的中的一粒相同，你把相同的那粒找出來一樣。那可行的辦法就是把每一粒都拿起來都比較一下！那麼比較速度最快的那個人是最有可能先早到那個沙子。這就是所謂的「工作量證明pow」，你先找到這個沙子，我就認為你比較的次數最多，乾的工作最多。

2）、**動態調整難度**：比特幣為了保證10分鍾出一個區塊，就會每2016個塊（2周）的時間計算一下找到這個nonce數字的難度，如果這2016個塊平均時間低於10分鍾則調高難度，如高於十分鍾則調低難度。這樣，不管全網的挖礦算力是怎麼變化，都可以保證10分鍾的算出這個隨機數nonce。

# 三、哈希運算有哪些？

說了這么多哈希運算，好像哈希運算就是一種似的，其實不是！作為密碼學中的哈希運算在不斷的發展中衍生出很多流派。我看了」滿頭包」還是覺得內在機理也太復雜了，暫時羅列如下，小白們有印象知道是怎麼回事就好。

從下表中也可以看得出，哈希運算也在不斷的發展中，有著各種各樣的演算法，各種不同的應用也在靈活應用著單個或者多個演算法。比特幣系統中，哈希運算基本都是使用的SHA256演算法，而萊特幣是使用SCRYPT演算法，誇克幣（Quark）達世幣（DASH）是把很多演算法一層層串聯上使用，Heavycoin（HAV）卻又是把一下演算法並聯起來，各取部分混起來使用。以太坊的POW階段使用ETHASH演算法，ZCASH使用EQUIHASH。

需要說明的是，哈希運算的各種演算法都是在不斷升級完善中，而各種幣種使用的演算法也並非一成不變，也在不斷地優化中。

**總結**：哈希運算在區塊鏈的各個項目中都有著廣泛的應用，我們以比特幣為例就能看到在**數據加密、交易數據定位、挖礦等等各個方面都有著極其重要的作用**。而哈希運算作為加密學的一門方向不斷的發展和延伸，身為普通小白的我們，想理解區塊鏈的一些基礎概念，了解到這個層面也已經足夠。

㈢ 哈希值計算方式的計算過程是怎樣理解的請計算機高手解答。

哈希演算法是將任意長度的二進制值映射為固定長度的較小二進制值，這個小的二進制值稱為哈希值。哈希值是一段數據唯一且極其緊湊的數值表示形式。如果散列一段明文而且哪怕只更改該段落的一個字母，隨後的哈希都將產生不同的值。要找到散列為同一個值的兩個不同的輸入，在計算上是不可能的。
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㈣ 以太坊的ABI編碼

ABI全稱Application Binary Interface, 是調用智能合約函數以及合約之間函數調用的消息編碼格式定義,也可以理解為智能合約函數調用的介面說明. 類似Webservice里的SOAP協議一樣；也就是定義操作函數簽名，參數編碼，返回結果編碼等。

使用ABI協議時必須要求在編譯時知道類型,即強類型相關.

當一個智能合約編譯出來後, 他的abi介面定義就確定了. 比如下面的智能合約:

生成的位元組碼:

生成的abi定義:

可以看出, 生成abi包含了2個定義: 函數 lotus , 事件 Log_lotus , 各個欄位含義見上. 根據該abi定義,就可以生成調用該智能合約函數的abi格式的數據了.

格式簡單的可以表示為: 函數選擇器+參數編碼

一個函數調用的前四個位元組數據指定了要調用的函數簽名。計算方式是使用函數簽名的 keccak256 的哈希，取4個位元組。

函數名如果有多個參數使用,隔開，要去掉表達式中的所有空格。在geth客戶端,通過命令可以得到hash:

由於前面的函數簽名使用了四個位元組，參數的數據將從第五個位元組開始。

根據參數類型,編碼規則有所區別:

除了bytes,和string, 其他類型的數據不足32位元組長度的需要加0補足32位元組. 動態長度的編碼在例子中介紹.

函數: function baz(uint32 x, bool y) :

調用: baz(69, true)

生成的數據如下:

返回結果是一個bool值，在這里，返回的是false:

函數: f(uint,uint32[],bytes10,bytes)

調用: (0x123, [0x456, 0x789], "1234567890", "Hello, world!")

函數選擇器: bytes4(sha3("f(uint256,uint32[],bytes10,bytes)"))

對於 固定大小的類型 值 uint256 和 bytes10 ，直接編碼值。

對於 動態內容類型 值 uint32[] 和 bytes ，我們先 編碼偏移值 ，偏移值是整個值編碼的開始到真正存這個數據的偏移值（這里不計算頭四個用於表示函數簽名的位元組）。

所以參數編碼數據依次為：

尾部部分的第一個動態參數， [0x456, 0x789] 編碼拆解如下：

最後我們來看看第二個動態參數的的編碼， Hello, world! 。

所以最終結果是:

㈤ 哈希演算法的計算方法

用來產生一些數據片段（例如消息或會話項）的哈希值的演算法。使用好的哈希演算法，在輸入數據中所做的更改就可以更改結果哈希值中的所有位；因此，哈希對於檢測數據對象（例如消息）中的修改很有用。此外，好的哈希演算法使得構造兩個相互獨立且具有相同哈希的輸入不能通過計算方法實現。典型的哈希演算法包括 MD2、MD4、MD5 和 SHA-1。哈希演算法也稱為「哈希函數」。
另請參閱： 基於哈希的消息驗證模式 (HMAC), MD2, MD4, MD5,消息摘要, 安全哈希演算法 (SHA-1)
MD5一種符合工業標準的單向 128 位哈希方案，由 RSA Data Security, Inc. 開發。 各種「點對點協議(PPP)」供應商都將它用於加密的身份驗證。哈希方案是一種以結果唯一並且不能返回到其原始格式的方式來轉換數據（如密碼）的方法。質詢握手身份驗證協議(CHAP) 使用質詢響應並在響應時使用單向 MD5哈希法。按照此方式，您無須通過網路發送密碼就可以向伺服器證明您知道密碼。
質詢握手身份驗證協議(CHAP)「點對點協議(PPP)」連接的一種質詢響應驗證協議，在 RFC 1994 中有所描述。 該協議使用業界標准 MD5哈希演算法來哈希質詢串（由身份驗證伺服器所發布）和響應中的用戶密碼的組合。
點對點協議
用點對點鏈接來傳送多協議數據報的行業標准協議套件。RFC 1661 中有關於 PPP 的文檔。
另請參閱： 壓縮控制協議 (CCP)，遠程訪問，徵求意見文檔 (RFC)，傳輸控制協議/Internet 協議 (TCP/IP)，自主隧道。

㈥ 區塊鏈技術中的哈希演算法是什麼

1.1. 簡介

計算機行業從業者對哈希這個詞應該非常熟悉，哈希能夠實現數據從一個維度向另一個維度的映射，通常使用哈希函數實現這種映射。通常業界使用y = hash(x)的方式進行表示，該哈希函數實現對x進行運算計算出一個哈希值y。
區塊鏈中哈希函數特性：

• 函數參數為string類型；

• 固定大小輸出；

• 計算高效；

• collision-free 即沖突概率小：x != y => hash(x) != hash(y)
  
  隱藏原始信息：例如區塊鏈中各個節點之間對交易的驗證只需要驗證交易的信息熵，而不需要對原始信息進行比對，節點間不需要傳輸交易的原始數據只傳輸交易的哈希即可，常見演算法有SHA系列和MD5等演算法
  

1.2. 哈希的用法

哈希在區塊鏈中用處廣泛，其一我們稱之為哈希指針（Hash Pointer）
哈希指針是指該變數的值是通過實際數據計算出來的且指向實際的數據所在位置，即其既可以表示實際數據內容又可以表示實際數據的存儲位置。下圖為Hash Pointer的示意圖

㈦ 哈希演算法如此簡單易懂，你還學不會嗎

哈希演算法這個詞可以說在比特幣和區塊鏈的世界中無處不在。那麼哈希演算法到底是什麼呢？

哈希演算法是指把任意長度的二進制映射為固定長度的較小的二進制值，這個較小的二進制值叫做哈希值。

哪怕只更改明文中的一個字母，映射後的哈希值都會不一樣。

競爭記賬權的過程就是尋找一個哈希值所對應的原輸入文本的過程，這需要進行大量的計算。

並且找到對應同一個哈希值對應的兩個不同的輸入幾乎是不可能的。比如輸入值X通過哈希計算後變成了Y，即f(x)=y,現在已知Y，求X。但是由於哈希演算法的不可逆性，基本不可能算出X的值，但好在有一個范圍，正著推比較容易，所以只能一個一個試，試出來正確的值。

舉個更簡單的例子，灰姑娘的童話故事我們都聽過。王子的手裡有一隻水晶鞋，這只水晶鞋只有灰姑娘能穿，其他姑娘都不能穿，鞋號一樣也不行。王子要在全國姑娘當中找到能穿這只鞋的灰姑娘，就需要做大量的工作，讓姑娘們挨個兒試穿，知道找到最適合穿水晶鞋的灰姑娘。這和比特幣中礦工競爭記賬的情況是相似的。

當然哈希計算遠比上年的函數和舉例要復雜得多，有興趣可以閱讀更多的專業書籍。

㈧ 哈希演算法

1.通過哈希值不能反向推導出原始數據（所以哈希演算法也叫單向哈希演算法）
2.對於輸入數據非常敏感，及時更改了一個比特位，哈希值也大不相同
3.散列沖突的概率要小，
4.執行效率要高，及時很長的文本，也能盡快計算出哈希值

MD5的結果是128位 --> 32個16進制串

最常用於加密的哈希演算法是 MD5（MD5 Message-Digest Algorithm，MD5 消息摘要演算法）和 SHA（Secure Hash Algorithm，安全散列演算法）

通過拿到加密後的密文然後再字典表（彩虹表）中比對，找到相同的密文則可以知道其明文。
可以通過在用戶的密碼後加鹽（加入一個字元串）然後加密存儲起來。

區塊鏈是一塊塊區塊組成的，每個區塊分為兩部分：區塊頭和區塊體。
區塊頭保存著 自己區塊體 和 上一個區塊頭 的哈希值。
因為這種鏈式關系和哈希值的唯一性，只要區塊鏈上任意一個區塊被修改過，後面所有區塊保存的哈希值就不對了。
區塊鏈使用的是 SHA256 哈希演算法，計算哈希值非常耗時，如果要篡改一個區塊，就必須重新計算該區塊後面所有的區塊的哈希值，短時間內幾乎不可能做到。

假設我們有 k 個機器，數據的哈希值的范圍是 [0, MAX]。我們將整個范圍劃分成 m 個小區間（m 遠大於 k），每個機器負責 m/k 個小區間。當有新機器加入的時候，我們就將某幾個小區間的數據，從原來的機器中搬移到新的機器中。這樣，既不用全部重新哈希、搬移數據，也保持了各個機器上數據數量的均衡。

㈨ 哈希值計算方式的計算過程是怎樣理解的 如題

哈希演算法是將任意長度的二進制值映射為固定長度的較小二進制值,這個小的二進制值稱為哈希值.哈希值是一段數據唯一且極其緊湊的數值表示形式.如果散列一段明文而且哪怕只更改該段落的一個字母,隨後的哈希都將產生不同的值.要找到散列為同一個值的兩個不同的輸入,在計算上是不可能的.----------------------------------------------------------------------------------轉自佰度網路.

㈩ 哈希演算法原理和用途

哈希是一種加密演算法，也稱為散列函數或雜湊函數。哈希伏並函數是一個公開函數，可以將任意長度的消息M映射成為一個長度較短且長度固定的值H（M），稱H（M）為哈希值、散列值（Hash Value）、雜湊值或者消息摘要。它是一種單向密碼體制，即一個從明文到密文的不可逆映射，只有加密過程，沒有解密過程。

(10)以太坊哈希計算方式擴展閱讀

Hash演算法的特點：

易壓縮：對於任意大小的輸入x，Hash值的長度很小，在實際應用中，函數H產生的Hash值其長度是固定的。

易計算：對於任意給定的消息，計算其Hash值比較容易。

單向性：對於給定的Hash值梁氏，要找到使得在計算上是不可行的，即求Hash的逆很困難。在給定某個哈希函數H和哈希值H（M）的情況下，得出M在計算上是不可行的。即從哈希輸出無法倒推輸入的原始數值。這是哈希函數安全性的基礎。

抗碰撞性：理想的Hash函數是無碰撞的，但在實際演算法的.設計中很難做到這一點。

有兩種抗碰撞性：一種是弱抗碰撞性，即對於給定的消息，要發現另一個消息，滿足在計算上是不可行的；另一種是強抗碰撞性，即對於任意一對不同的消息，使得在計算上也是不可行的。

高靈敏性：這是從比特位橡廳散角度出發的，指的是1比特位的輸入變化會造成1/2的比特位發生變化。消息M的任何改變都會導致哈希值H（M）發生改變。即如果輸入有微小不同，哈希運算後的輸出一定不同。