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本系列内容包含：基本概念及原理、密码学、共识算法、钱包及节点原理、挖矿原理及实现。
发展史
哈希算法是为了检测数据在传输的过程当中是否被篡改而诞生的。
比如特工A和特工B在进行信息交换，为了防止数据在传输的过程中没有被丢失或者被篡改，这个时候可以使用哈希算法。
特工A将其所发的信息进行哈希，然后将信息和哈希码一起传给特工B，特工B收到之后，也可以对文本进行哈希，然后和这个哈希码进行匹配，如果匹配上的话，说明信息在传播的过程当中没有丢失或者被篡改。
最开始诞生的是MD4和MD5。1990年，工作于麻省理工学院的教授RonaldRivest设计了一种信息摘要算法，这就是MD4，次年MD5诞生。
声音 | 中兴通讯秦延涛：区块链等技术演进，带给各个行业更多想象力:金色财经报道，中兴通讯私有云产品副总经理秦延涛演讲表示，现在技术发展非常快，除了5G之外还有人工智能、大数据、区块链等所有的东西都在往前演进，带给各个行业的想象力比原来要多得多。[2019/11/27]
说到MD4，大家可能听说过，我们国家的王小云院士曾经将其攻破过，这是一个很重要的研究成果。普通破解MD4法，需要计算2的55次方，而王院士把时间复杂度给降低了，他只需要2的10次方~20方，就把MD4破解了，这就把破解所需的量级降低了很多。
沿着时间顺序后面诞生了SHA-0、SHA-1、SHA-2、SHA-3。
动态 | 博报堂DY成立百亿日元规模新基金 面向区块链等相关技术企业:据日经新闻消息，博报堂DY Holdings宣布成立一只针对最尖端技术的100亿日元规模新基金，基金由最近成立的博报堂DY Ventures运营，将向区块链（分布式账本）、下一代移动服务（MaaS）等相关技术企业出资，出资额为每家公司数千万-数亿日元，计划在截至2023年的5年间投资100亿日元。 博报堂DY Holdings是日本国内第二大广告公司。2003年10月，由博报堂、大广、读卖广告社三家公司进行股权置换所成立，是上述三家公司的全资控股母公司。[2019/6/30]
目前来说SHA是一个安全的哈希算法，按版本来说才到了SHA-3，其中每个版本相当于一个家族，里面会包含很多不同的哈希算法。
MD4出现之后，美国国家标准技术研究院，开始进行一个公开的算法募集。
声音 | 超脑链CEO：区块链可能会率先在不存在行业公信的领域落地:超脑链CEO郭睿4月25日在《玉竹陪你迎牛市》中表示：“超脑链致力于帮助企业解决信息问题，通过区块链技术将企业利益进一步放大。信任计算服务可以重构企业原有的商业模式。目前已经在和有货，电魂等知名企业进行合作。关于应用落地，他表示“区块链可能会率先在不存在行业公信的领域落地，因为可以更低成本的建立信任的连接，并看好新零售，文娱等行业的落地”。[2019/4/25]
1997年左右，SHA-0家族开始全球性征集算法，任何人有好的算法都可以提交。这其实是一个全球的算法竞争，其目的是收录全球公认能最好的算法，以此扩充家族。
随着时间的推移，产生了SHA-2，我们之前所说比特币里面使用的算法SHA-256，就是隶属于SHA-2家族里面的算法。SHA-2家族里面包含众多算法，比如：SHA-168、SHA-512等，都有不同的尾缀。拿SHA-256来说，256是指算法输出的字符长度。
声音 | SWIFT全球银行负责人：区块链并非答案 SWIFT支付系统可能会对Ripple构成威胁:据The Block消息，2月9日，SWIFT全球银行市场负责人Wim Raymaekers表示，SWIFT全球支付创新系统(GPI)对银行家的吸引力在于其交易的速度和透明度，这也是Ripple支付的最主要的两个问题，区块链似乎无法解决。银行对GPI中基于API的技术非常满意，它可以带来更快的支付体验。据悉，450家银行目前正在使用GPI，这些银行处理80％国际付款，其每日结算款额超过3000亿美元。 SWIFT支付系统可能会对Ripple构成威胁。[2019/2/10]
提到SHA-256，大家可能会想一下我们前文提到的问题：中本聪为什么选择用SHA-266，而不是其他的哈希算法呢？
刚才我们也说过SHA家族的成长是按照时间顺序来的，当中本聪使用这个算法是在2008年，那个时候SHA-2家族里面的算法在当时是比较盛行的，虽然当时SHA-3也出来了，但是还不太成熟。
动态 | 东台区块链产业融合发展论坛召开，商讨制订区块链“中国定义”:2018东台区块链产业融合发展论坛在江苏盐城东台市召开。会上来自各专业人士共同商讨制定了区块链“中国定义”：多中心化、自由基加密合伙技术。
东台市以“多中心化、分布式加密合伙技术”为理论依据，打造国家数据资产公链接，并借助“区块链智能合约技术”，制造人人可挂接公链的区块链引擎，开启“共产经济”。
本次论坛以“百城百链共产共赢”为主题。东台将率先开启“百城链”区块链数据高速工程建设，随后所有上链城市均开启相同工程建设。通过城市联盟链的创建，让每个城市均能获得100个城市的数据资产，实现百城数据产业联合开发、百城用户共享、百城资本链接及业务共享（光明网）[2018/9/20]
所以中本聪采用了SHA-2里面的SHA-256算法，应用到比特币系统里面去。
沿着时间顺序往下走，我们会看到以太坊里面使用的哈希算法，就不是SHA-2家族里面的了，而是SHA-3家族里面的。这是因为到2014年的时候，SHA-3里的算法已经稳定下来了，并且其性能远优于SHA-2里的算法。
开发者采用的算法也是根据哈希算法的成熟度，来不断的去采用更成熟、更好的算法。
所以如果读者想设计一个区块链系统，如果里面涉及到使用哈希算法的话，那么一定要选择更好哈希算法，而不是一味模仿之前的系统，这些SHA算法仅仅是一个加密算法而已，没有我们想的那么神秘。
哈希函数
哈希函数最开始被称之为摘要函数，意思是消息摘要，下图是对它的定义：哈希函数是为了对于任意长的字符串产生一个消息摘要。
这段话其实有一些含义没有表达出来，对任意长的一个字符串进行哈希，可以产生一个哈希摘要，也就是产生一个由0和1组成的字符串。这个字符串如果给到SHA-256的话，那其产生的消息摘要会是一个256比特由0和1组成的数据串。
摘要函数是由一对ppt算法组成的，这两个算法需要满足两个性质。
ppt算法的意思是概率多项式时间算法，那么什么是概率多项式时间算法呢？
什么叫概率算法？
概率算法也叫随机算法，也就是算法在执行过程中随机地选择下一个计算步骤。其意义是，很大程度上降低算法的复杂度。
比如抛硬币，需要猜硬币是正面还是反面，那么解决这个问题的成功概率是50%，算法只需要重复正或者反就可以了。
什么是多项式？
假设我有一个问题，这个问题是有规模的，规模用参数λ来表示，再引入常数a和c，将其做成一个多项式：a乘以λ的C次方。其中λ是一个安全参数，如问题的规模，密码系统的安全级别，私钥长度等。
概率多项式时间算法组合起来通俗地说就是：当这个算法应用于某一项方案或者攻击一个密码系统，算法最多能运行a乘以λ的C次方的时间，在这个时间内能以多大的概率去解决这个问题或者攻破这个密码系统。
这样的设计使哈希算法非常高效。
需要满足的两个条件
上图第一句话，1λ是一个安全参数，即将安全参数输入到Gen算法中产生一个s。
我们上文讲了有很多哈希家族，每个哈希家族中又包含很多哈希算法，那么到底用哪个算法呢？这里的s就是表示选择的算法，比如选用了SHA-256，那么s就可以确定。
第二句话，最前面是一个自然数，后面的??x中x，指任意的字符串，这句话的意思是任意字符串可以任意长，并且用0和1来表示。
继续往下看，H上标s和x，由于第一句话的时候s确定了，那么此时H也就可以确定。
再往下走，对于任意两个消息m1和m2，如果这两个消息经过哈希函数产生的结果是一样的，那么此时就产生了一个碰撞。
我们通过简单分析哈希的定义，其实能发现一个特点：哈希算法能将任意长的输入数据压缩成固定长且短的数据。
例如SHA-256算法能够将任意长的一个字符串，哈希成一个256比特长的由0和1组成的数据串。
利用这个特点我们也就能返回去解释为什么在区块链当中会使用哈希算法。
下期预告：哈希碰撞原理
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