哈希算法函数的定义描述及其特征介绍

哈希的本质是一个采用哈希算法的数学函数，它被广泛应用于区块链中构建区块以及确认交易信息的完整性上。

什么是哈希算法？哈希算法是密码学中的一个重要算法，哈希的英文为Hash。

哈希算法有一个输入和一个输出，其输入称为消息，输出值是根据消息内容计算出的值，称为哈希值（又或称为摘要）

哈希算法函数的定义描述：

（1）输入消息长度任意

（2）输出哈希值长度固定

简单的理解，就是一串任意长的数据经过哈希函数的计算后，生成一串长度固定的短数据。

当今区块链技术中大量使用的哈希算法函数是SHA-256。SHA-256是SHA-2算法家族中的一种，SHA全称是安全哈希算法（SecureHashAlgorithm）。SHA-256的输入消息长度为任意位数，其输出的哈希值长度固定为二进制的256位。SHA-256具备密码哈希函数的基本特性

哈希函数有三个重要的特征。

第一，哈希的单向性、就是我们只能够把任意长度的数据，通过哈希函数生成一个固定长度的哈希值，反过来却不可能通过这个哈希值再推导出原来的输入数据，这就是哈希的单向性。

很多人好奇区块链是怎么形成的，简单理解，区块链=区块+链。例如我们把一个区块打包以后就会通过哈希函数计算出一个哈希值，这个值就会存放到下一个区块中，下一个区块里的哈希值就把上一个区块给锁定了，这就是哈希锁定。区块链的不可更改就是从这里来的，因为如果你把前面的区块数据篡改了，那和后面区块里的哈希值，就不能够对应了。在区块链中，每一个区块都对上一个区块进行内容锁定，这就是哈希锁定。

第二，哈希的唯一性。我们把一个任意长的数据通过哈希函数生成一个哈希值，生成的这个哈希值是唯一的。不会存在两个不同的输入生成的哈希值相同的这种情况。但是这句话是有问题的，为什么呢？你把任意长数据变成短数据，或者说你把大的文件变成一个短的哈希值，在科学上它是有一定的概率会形成相同的哈希值的，只是这个概率极低极低，到目前为止，采用SHA256算法的哈希函数还没有发生过相同哈希值的碰撞事件，所以说哈希的唯一性，就是这么来的。

第三，哈希的离散性。离散性是什么意思呢，就是两个非常相近的文件，或者说两个只相差一位数的数据，计算出来的两个哈希值却是天壤之别，是没有任何相似的地方的，这就是哈希的离散性。这个特性有效地规避了一些特定的攻击，如果两个文件只相差那么一丢丢，他计算出来的哈希值也很相近的话，是很容易遭受到攻击的。以上所述是哈希的三个重要特征。