以太坊哈希计算方式

㈠ 非高手勿扰!请教高手:哈希值是怎样计算的原理是什么

1 基本原理

我们使用一个下标范围比较大的数组来存储元素。可以设计一个函数（哈希函数， 也叫做散列函数），使得每个元素的关键字都与一个函数值（即数组下标）相对应，于是用这个数组单元来存储这个元素；也可以简单的理解为，按照关键字为每一个元素"分类"，然后将这个元素存储在相应"类"所对应的地方。

但是，不能够保证每个元素的关键字与函数值是一一对应的，因此极有可能出现对于不同的元素，却计算出了相同的函数值，这样就产生了"冲突"，换句话说，就是把不同的元素分在了相同的"类"之中。后面我们将看到一种解决"冲突"的简便做法。

总的来说，"直接定址"与"解决冲突"是哈希表的两大特点。

2 函数构造

构造函数的常用方法（下面为了叙述简洁，设 h(k) 表示关键字为 k 的元素所对应的函数值）：

a) 除余法：

选择一个适当的正整数 p ，令 h(k ) = k mod p
这里， p 如果选取的是比较大的素数，效果比较好。而且此法非常容易实现，因此是最常用的方法。

b) 数字选择法：

如果关键字的位数比较多，超过长整型范围而无法直接运算，可以选择其中数字分布比较均匀的若干位，所组成的新的值作为关键字或者直接作为函数值。

3 冲突处理

线性重新散列技术易于实现且可以较好的达到目的。令数组元素个数为 S ，则当 h(k) 已经存储了元素的时候，依次探查 (h(k)+i) mod S , i=1,2,3…… ，直到找到空的存储单元为止（或者从头到尾扫描一圈仍未发现空单元，这就是哈希表已经满了，发生了错误。当然这是可以通过扩大数组范围避免的）。

4 支持运算

哈希表支持的运算主要有：初始化(makenull)、哈希函数值的运算(h(x))、插入元素(insert)、查找元素(member)。
设插入的元素的关键字为 x ，A 为存储的数组。
初始化比较容易，例如
const empty=maxlongint; // 用非常大的整数代表这个位置没有存储元素
p=9997; // 表的大小
procere makenull;
var i:integer;
begin
for i:=0 to p-1 do
A[i]:=empty;
End;

哈希函数值的运算根据函数的不同而变化，例如除余法的一个例子：
function h(x:longint):Integer;
begin
h:= x mod p;
end;

我们注意到，插入和查找首先都需要对这个元素定位，即如果这个元素若存在，它应该存储在什么位置，因此加入一个定位的函数 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);
//当这个循环停下来时，要么找到一个空的存储单元，要么找到这个元
//素存储的单元，要么表已经满了
locate:=(orig+i) mod S;
end;
插入元素
procere insert(x:longint);
var posi:integer;
begin
posi:=locate(x); //定位函数的返回值
if A[posi]=empty then A[posi]:=x
else error; //error 即为发生了错误，当然这是可以避免的
end;

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

㈡ 小白如何秒懂区块链中的哈希计算

​ 小白如何秒懂区块链中的哈希计算

当我在区块链的学习过程中，发现有一个词像幽灵一样反复出现，“哈希”，英文写作“HASH”。

那位说“拉稀”同学你给我出去！！

这个“哈希”据说是来源于密码学的一个函数，尝试搜一搜，论文出来一堆一堆的，不是横式就是竖式，不是表格就是图片，还有一堆看不懂得xyzabc。大哥，我就是想了解一下区块链的基础知识，给我弄那么难干啥呀？！我最长的密码就是123456，复杂一点的就是654321，最复杂的时候在最后加个a，你给我写的那么复杂明显感觉脑力被榨干，仅有的脑细胞成批成批的死亡！为了让和我一样的小白同学了解这点，我就勉为其难，努力用傻瓜式的语言讲解一下哈希计算，不求最准确但求最简单最易懂。下面我们开始：

# 一、什么是哈希算法

## 1、定义：哈希算法是将任意长度的字符串变换为固定长度的字符串。

从这里可以看出，可以理解为给**“哈希运算”输入一串数字，它会输出一串数字**。

如果我们自己定义 “增一算法”，那么输入1，就输出2；输入100就输出101。

如果我我们自己定义“变大写算法”，那么输入“abc”输出“ABC”。

呵呵，先别打我啊！这确实就只是一个函数的概念。

## 2、特点：

这个哈希算法和我的“增一算法”和“变大写算法”相比有什么特点呢？

1）**确定性，算得快**：咋算结果都一样，算起来效率高。

2）**不可逆**：就是知道输出推不出输入的值。

3）**结果不可测**：就是输入变一点，结果天翻地覆毫无规律。

总之，这个哈希运算就是个黑箱，是加密的好帮手！你说“11111”，它给你加密成“”，你说“11112”它给你弄成“”。反正输入和输出一个天上一个地下，即使输入相关但两个输出毫不相关。

# 二、哈希运算在区块链中的使用

## 1、数据加密

**交易数据是通过哈希运算进行加密，并把相应的哈希值写入区块头**。如下图所示，一个区块头包含了上一个区块的hash值，还包含下一个区块的hash值。

1）、**识别区块数据是否被篡改**：区块链的哈希值能够唯一而精准地标识一个区块，区块链中任意节点通过简单的哈希计算都可以获得这个区块的哈希值，计算出的哈希值没有变化也就意味着区块链中的信息没有被篡改。

2）、**把各个区块串联成区块链**：每个区块都包含上一个区块的哈希值和下一个区块的值，就相当于通过上一个区块的哈希值挂钩到上一个区块尾，通过下一个区块的哈希值挂钩到下一个区块链的头，就自然而然形成一个链式结构的区块链。

## 2、加密交易地址及哈希

在上图的区块头中，有一个Merkle root（默克尔根）的哈希值，它是用来做什么的呢？

首先了解啥叫Merkle root？ 它就是个二叉树结构的根。啥叫二叉树？啥叫根？看看下面的图就知道了。一分二，二分四，四分八可以一直分下去就叫二叉树。根就是最上面的节点就叫 根。

这个根的数据是怎么来的呢？是把一个区块中的每笔交易的哈希值得出后，再两两哈希值再哈希，再哈希，再哈希，直到最顶层的数值。

这么哈希了半天，搞什么事情？有啥作用呢？

1）、**快速定位每笔交易**：由于交易在存储上是线性存储，定位到某笔交易会需要遍历，效率低时间慢，通过这样的二叉树可以快速定位到想要找的交易。

举个不恰当的例子：怎么找到0-100之间的一个任意整数？（假设答案是88）那比较好的一个方法就是问：1、比50大还是小？2、比75大还是小？3、比88大还是小？ 仅仅通过几个问题就可以快速定位到答案。

2）、**核实交易数据是否被篡改**：从交易到每个二叉树的哈希值，有任何一个数字有变化都会导致Merkle root值的变化。同时，如果有错误发生的情况，也可以快速定位错误的地方。

## 3、挖矿

  在我们的区块头中有个参数叫**随机数Nonce，寻找这个随机数的过程就叫做“挖矿”**！网络上任何一台机器只要找到一个合适的数字填到自己的这个区块的Nonce位置，使得区块头这6个字段（80个字节）的数据的哈希值的哈希值以18个以上的0开头，谁就找到了“挖到了那个金子”！既然我们没有办法事先写好一个满足18个0的数字然后反推Nounce，唯一的做法就是从0开始一个一个的尝试，看结果是不是满足要求，不满足就再试下一个，直到找到。

找这个数字是弄啥呢？做这个有什么作用呢？

1）、**公平的找到计算能力最强的计算机**：这个有点像我这里有个沙子，再告诉你它也那一个沙滩的中的一粒相同，你把相同的那粒找出来一样。那可行的办法就是把每一粒都拿起来都比较一下！那么比较速度最快的那个人是最有可能先早到那个沙子。这就是所谓的“工作量证明pow”，你先找到这个沙子，我就认为你比较的次数最多，干的工作最多。

2）、**动态调整难度**：比特币为了保证10分钟出一个区块，就会每2016个块（2周）的时间计算一下找到这个nonce数字的难度，如果这2016个块平均时间低于10分钟则调高难度，如高于十分钟则调低难度。这样，不管全网的挖矿算力是怎么变化，都可以保证10分钟的算出这个随机数nonce。

# 三、哈希运算有哪些？

说了这么多哈希运算，好像哈希运算就是一种似的，其实不是！作为密码学中的哈希运算在不断的发展中衍生出很多流派。我看了”满头包”还是觉得内在机理也太复杂了，暂时罗列如下，小白们有印象知道是怎么回事就好。

从下表中也可以看得出，哈希运算也在不断的发展中，有着各种各样的算法，各种不同的应用也在灵活应用着单个或者多个算法。比特币系统中，哈希运算基本都是使用的SHA256算法，而莱特币是使用SCRYPT算法，夸克币（Quark）达世币（DASH）是把很多算法一层层串联上使用，Heavycoin（HAV）却又是把一下算法并联起来，各取部分混起来使用。以太坊的POW阶段使用ETHASH算法，ZCASH使用EQUIHASH。

需要说明的是，哈希运算的各种算法都是在不断升级完善中，而各种币种使用的算法也并非一成不变，也在不断地优化中。

**总结**：哈希运算在区块链的各个项目中都有着广泛的应用，我们以比特币为例就能看到在**数据加密、交易数据定位、挖矿等等各个方面都有着极其重要的作用**。而哈希运算作为加密学的一门方向不断的发展和延伸，身为普通小白的我们，想理解区块链的一些基础概念，了解到这个层面也已经足够。

㈢ 哈希值计算方式的计算过程是怎样理解的请计算机高手解答。

哈希算法是将任意长度的二进制值映射为固定长度的较小二进制值，这个小的二进制值称为哈希值。哈希值是一段数据唯一且极其紧凑的数值表示形式。如果散列一段明文而且哪怕只更改该段落的一个字母，随后的哈希都将产生不同的值。要找到散列为同一个值的两个不同的输入，在计算上是不可能的。
----------------------------------------------------------------------------------转自佰度网络。

㈣ 以太坊的ABI编码

ABI全称Application Binary Interface, 是调用智能合约函数以及合约之间函数调用的消息编码格式定义,也可以理解为智能合约函数调用的接口说明. 类似Webservice里的SOAP协议一样；也就是定义操作函数签名，参数编码，返回结果编码等。

使用ABI协议时必须要求在编译时知道类型,即强类型相关.

当一个智能合约编译出来后, 他的abi接口定义就确定了. 比如下面的智能合约:

生成的字节码:

生成的abi定义:

可以看出, 生成abi包含了2个定义: 函数 lotus , 事件 Log_lotus , 各个字段含义见上. 根据该abi定义,就可以生成调用该智能合约函数的abi格式的数据了.

格式简单的可以表示为: 函数选择器+参数编码

一个函数调用的前四个字节数据指定了要调用的函数签名。计算方式是使用函数签名的 keccak256 的哈希，取4个字节。

函数名如果有多个参数使用,隔开，要去掉表达式中的所有空格。在geth客户端,通过命令可以得到hash:

由于前面的函数签名使用了四个字节，参数的数据将从第五个字节开始。

根据参数类型,编码规则有所区别:

除了bytes,和string, 其他类型的数据不足32字节长度的需要加0补足32字节. 动态长度的编码在例子中介绍.

函数: function baz(uint32 x, bool y) :

调用: baz(69, true)

生成的数据如下:

返回结果是一个bool值，在这里，返回的是false:

函数: f(uint,uint32[],bytes10,bytes)

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

函数选择器: bytes4(sha3("f(uint256,uint32[],bytes10,bytes)"))

对于 固定大小的类型 值 uint256 和 bytes10 ，直接编码值。

对于 动态内容类型 值 uint32[] 和 bytes ，我们先 编码偏移值 ，偏移值是整个值编码的开始到真正存这个数据的偏移值（这里不计算头四个用于表示函数签名的字节）。

所以参数编码数据依次为：

尾部部分的第一个动态参数， [0x456, 0x789] 编码拆解如下：

最后我们来看看第二个动态参数的的编码， Hello, world! 。

所以最终结果是:

㈤ 哈希算法的计算方法

用来产生一些数据片段（例如消息或会话项）的哈希值的算法。使用好的哈希算法，在输入数据中所做的更改就可以更改结果哈希值中的所有位；因此，哈希对于检测数据对象（例如消息）中的修改很有用。此外，好的哈希算法使得构造两个相互独立且具有相同哈希的输入不能通过计算方法实现。典型的哈希算法包括 MD2、MD4、MD5 和 SHA-1。哈希算法也称为“哈希函数”。
另请参阅： 基于哈希的消息验证模式 (HMAC), MD2, MD4, MD5,消息摘要, 安全哈希算法 (SHA-1)
MD5一种符合工业标准的单向 128 位哈希方案，由 RSA Data Security, Inc. 开发。 各种“点对点协议(PPP)”供应商都将它用于加密的身份验证。哈希方案是一种以结果唯一并且不能返回到其原始格式的方式来转换数据（如密码）的方法。质询握手身份验证协议(CHAP) 使用质询响应并在响应时使用单向 MD5哈希法。按照此方式，您无须通过网络发送密码就可以向服务器证明您知道密码。
质询握手身份验证协议(CHAP)“点对点协议(PPP)”连接的一种质询响应验证协议，在 RFC 1994 中有所描述。 该协议使用业界标准 MD5哈希算法来哈希质询串（由身份验证服务器所发布）和响应中的用户密码的组合。
点对点协议
用点对点链接来传送多协议数据报的行业标准协议套件。RFC 1661 中有关于 PPP 的文档。
另请参阅： 压缩控制协议 (CCP)，远程访问，征求意见文档 (RFC)，传输控制协议/Internet 协议 (TCP/IP)，自主隧道。

㈥ 区块链技术中的哈希算法是什么

1.1. 简介

计算机行业从业者对哈希这个词应该非常熟悉，哈希能够实现数据从一个维度向另一个维度的映射，通常使用哈希函数实现这种映射。通常业界使用y = hash(x)的方式进行表示，该哈希函数实现对x进行运算计算出一个哈希值y。
区块链中哈希函数特性：

• 函数参数为string类型；

• 固定大小输出；

• 计算高效；

• collision-free 即冲突概率小：x != y => hash(x) != hash(y)
  
  隐藏原始信息：例如区块链中各个节点之间对交易的验证只需要验证交易的信息熵，而不需要对原始信息进行比对，节点间不需要传输交易的原始数据只传输交易的哈希即可，常见算法有SHA系列和MD5等算法
  

1.2. 哈希的用法

哈希在区块链中用处广泛，其一我们称之为哈希指针（Hash Pointer）
哈希指针是指该变量的值是通过实际数据计算出来的且指向实际的数据所在位置，即其既可以表示实际数据内容又可以表示实际数据的存储位置。下图为Hash Pointer的示意图

㈦ 哈希算法如此简单易懂，你还学不会吗

哈希算法这个词可以说在比特币和区块链的世界中无处不在。那么哈希算法到底是什么呢？

哈希算法是指把任意长度的二进制映射为固定长度的较小的二进制值，这个较小的二进制值叫做哈希值。

哪怕只更改明文中的一个字母，映射后的哈希值都会不一样。

竞争记账权的过程就是寻找一个哈希值所对应的原输入文本的过程，这需要进行大量的计算。

并且找到对应同一个哈希值对应的两个不同的输入几乎是不可能的。比如输入值X通过哈希计算后变成了Y，即f(x)=y,现在已知Y，求X。但是由于哈希算法的不可逆性，基本不可能算出X的值，但好在有一个范围，正着推比较容易，所以只能一个一个试，试出来正确的值。

举个更简单的例子，灰姑娘的童话故事我们都听过。王子的手里有一只水晶鞋，这只水晶鞋只有灰姑娘能穿，其他姑娘都不能穿，鞋号一样也不行。王子要在全国姑娘当中找到能穿这只鞋的灰姑娘，就需要做大量的工作，让姑娘们挨个儿试穿，知道找到最适合穿水晶鞋的灰姑娘。这和比特币中矿工竞争记账的情况是相似的。

当然哈希计算远比上年的函数和举例要复杂得多，有兴趣可以阅读更多的专业书籍。

㈧ 哈希算法

1.通过哈希值不能反向推导出原始数据（所以哈希算法也叫单向哈希算法）
2.对于输入数据非常敏感，及时更改了一个比特位，哈希值也大不相同
3.散列冲突的概率要小，
4.执行效率要高，及时很长的文本，也能尽快计算出哈希值

MD5的结果是128位 --> 32个16进制串

最常用于加密的哈希算法是 MD5（MD5 Message-Digest Algorithm，MD5 消息摘要算法）和 SHA（Secure Hash Algorithm，安全散列算法）

通过拿到加密后的密文然后再字典表（彩虹表）中比对，找到相同的密文则可以知道其明文。
可以通过在用户的密码后加盐（加入一个字符串）然后加密存储起来。

区块链是一块块区块组成的，每个区块分为两部分：区块头和区块体。
区块头保存着 自己区块体 和 上一个区块头 的哈希值。
因为这种链式关系和哈希值的唯一性，只要区块链上任意一个区块被修改过，后面所有区块保存的哈希值就不对了。
区块链使用的是 SHA256 哈希算法，计算哈希值非常耗时，如果要篡改一个区块，就必须重新计算该区块后面所有的区块的哈希值，短时间内几乎不可能做到。

假设我们有 k 个机器，数据的哈希值的范围是 [0, MAX]。我们将整个范围划分成 m 个小区间（m 远大于 k），每个机器负责 m/k 个小区间。当有新机器加入的时候，我们就将某几个小区间的数据，从原来的机器中搬移到新的机器中。这样，既不用全部重新哈希、搬移数据，也保持了各个机器上数据数量的均衡。

㈨ 哈希值计算方式的计算过程是怎样理解的 如题

哈希算法是将任意长度的二进制值映射为固定长度的较小二进制值,这个小的二进制值称为哈希值.哈希值是一段数据唯一且极其紧凑的数值表示形式.如果散列一段明文而且哪怕只更改该段落的一个字母,随后的哈希都将产生不同的值.要找到散列为同一个值的两个不同的输入,在计算上是不可能的.----------------------------------------------------------------------------------转自佰度网络.

㈩ 哈希算法原理和用途

哈希是一种加密算法，也称为散列函数或杂凑函数。哈希伏并函数是一个公开函数，可以将任意长度的消息M映射成为一个长度较短且长度固定的值H（M），称H（M）为哈希值、散列值（Hash Value）、杂凑值或者消息摘要。它是一种单向密码体制，即一个从明文到密文的不可逆映射，只有加密过程，没有解密过程。

(10)以太坊哈希计算方式扩展阅读

Hash算法的特点：

易压缩：对于任意大小的输入x，Hash值的长度很小，在实际应用中，函数H产生的Hash值其长度是固定的。

易计算：对于任意给定的消息，计算其Hash值比较容易。

单向性：对于给定的Hash值梁氏，要找到使得在计算上是不可行的，即求Hash的逆很困难。在给定某个哈希函数H和哈希值H（M）的情况下，得出M在计算上是不可行的。即从哈希输出无法倒推输入的原始数值。这是哈希函数安全性的基础。

抗碰撞性：理想的Hash函数是无碰撞的，但在实际算法的.设计中很难做到这一点。

有两种抗碰撞性：一种是弱抗碰撞性，即对于给定的消息，要发现另一个消息，满足在计算上是不可行的；另一种是强抗碰撞性，即对于任意一对不同的消息，使得在计算上也是不可行的。

高灵敏性：这是从比特位橡厅散角度出发的，指的是1比特位的输入变化会造成1/2的比特位发生变化。消息M的任何改变都会导致哈希值H（M）发生改变。即如果输入有微小不同，哈希运算后的输出一定不同。