《锋哥论道区块链》之三区块链基础--Hash（哈希）函数

【哈希函数基本概念】
在实际的通信保密中，除了要求实现数据的保密性之外，还要求保证数据的完整性。密码学中的hash函数可为数据完整性提供保障。Hash函数用来构造数据的短“指纹”（函数值）；一旦数据改变，指纹就不再正确。即使数据被存储在不安全的地方，通过重新计算数据的指纹并验证是否改变，就可以检测数据的完整性。
Hash函数h用于将任意长的消息（或数据）x映射为较短的、固定长度的一个值h(x)。我们称h(x)为数据摘要或者哈希值或者散列值等。通常，要求密码学hash函数（安全hash函数）h满足以下三点安全属性：
（1）抗原像攻击（Preimage Resistant）：已知y ∈ Y（数据摘要集合），要找出x ∈ X（数据报文集合），使得h(x)=y是困难的（在计算上是不可行的），也称单向性（One-way）。
（2）抗第二原像攻击(Second Preimage Resistant)：对于给定的x ∈ X， 找出另一个x' ∈ X，使得h(x')=h(x)是困难的（计算不可行），也称弱抗碰撞性(Weak Collision-Resistant)。
（3）抗碰撞性(Collision-Resistant)：找出任意两个不同的x,x' ∈ X，使得h(x)=h(x')是困难的（计算不可行），也称强抗碰撞性（Strong Collision-Resistant ）。
我们假设x，x'是两个不同的消息，如果h(x)=h(x'),则称x，x'是hash函数的一个碰撞。如果这种情况很容易发生，这也表明该hash函数是不安全的。
举一个很棒的hash函数例子：如果把一段消息x比作一个人，这段消息的哈希值就是这个人的指纹，是这个人的独一无二的特征。
【著名的hash算法】
（1）SHA256：在比特币协议中，使用的哈希函数是SHA256。2008年，中本聪发明比特币时采用的这个SHA-256被公认为最安全最先进的算法之一。除了生成地址中有一个环节使用了REPID160算法，比特币系统中但凡有需要做Hash运算的地方都是用SHA256。
SHA256是安全散列算法SHA（Secure Hash Algorithm）系列算法之一，其摘要长度为256bits，即32个字节，故称SHA256。SHA系列算法是美国国家安全局 （NSA） 设计，美国国家标准与技术研究院（NIST） 发布的一系列密码散列函数，包括 SHA-1、SHA-224、SHA-256、SHA-384 和 SHA-512 等变体。
（2）MD5：对输入以512位(bit)分组，其输出是4个32位的级联。从密码分析的角度来看，MD5被认为是易受攻击的。2004年山东大学王小云采用“比特追踪法”可以很快的找到一个碰撞，破译MD5。