比特币的密码学知识之密码学哈希

哈希是一种使用频率很高的数据结构，通常来说，哈希是一个定义域到值域的函数，对于任意输入的定义域内的某个值，返回一个值域内的值。因为它是一个函数，所以具备数学中函数定义赋予的性质。简单来说，一个定义域内的值只能对应到一个值域上的值，但是一个值域上的值可能有多个定义域的值。

作为数据结构的哈希，需要尽可能的把定义域内相邻的输入给分散到值域空间里面去，越散越好。学过计算机的都知道，哈希提供了近似算法为O（1）复杂度的访问。常见的基于哈希的数据结构主要是哈希集合和哈希字典。

任何哈希都存在着碰撞的问题。所谓的碰撞是指不同定义域内的值，映射到同一个值域的值上。所以我们常用的数据结构都有解决哈希碰撞的办法。因为篇幅有限，这里我们就不展开讨论了。

密码学上的哈希最为重要的特点是对一段比特流生成摘要。简单来说如果我们把比特流作为输入，把哈希的结果作为输出的话，那么输出就是一个合法的摘要。如果我们把比特流和摘要同时发布出去。假定哈希无法更改的前提下，我们可以验证比特流是否被篡改。为什么可以这样做呢？

给定不同的输入，哈希函数会产生不同的结果。密码学的哈希不可能在合理的时间内从输出反推出输入，也不可能找到另外一个输入可以产生相同的输出。所以只要我们有办法保证摘要无法被篡改，我们就可以使用下面的步骤来判断比特流是否被篡改：

1，用哈希算法对给定的比特流算哈希

2，比较算出来的哈希和拿到的哈希是否一致，一致表示没有篡改，否则有篡改

密码学的哈希这个特性被广泛用来校验接收到的东西是否在传输途中被篡改。这也是比特币账本保证记录被篡改以后可以立刻检测到的基础。