哈希是由加密哈希函数从任意大小的输入数据生成的固定长度字符字符串。哈希是确保区块链网络中数据完整性、不变性和安全性的基本机制。

什么是哈希？

哈希函数接受输入(消息、交易、区块数据)，并产生一个唯一的固定大小输出——通常是256位(64个十六进制字符)，在现代区块链中。相同的输入总是会产生相同的哈希，但即使输入中有一个字符的变化，也会产生完全不同的输出。

密码哈希的关键属性：

• 确定性 – 相同输入 → 相同输出
• 单向 – 不可能通过哈希反向工程输入
• 雪崩效应 – 微小的输入变化 → 巨大的输出变化
• 抗碰撞 – 两个不同的输入产生相同哈希值非常困难

区块链中的常见哈希函数

• SHA-256 – 被比特币用于区块头、交易ID和工作量证明
• Keccak-256 – 以太坊的主要哈希函数 ( ETH 地址和智能合约存储的基础)
• BLAKE3 – 一种新兴的高速哈希，已被一些较新的区块链采用

区块链中哈希的工作原理

1. 交易哈希 每笔交易都会被哈希以创建一个唯一的TXID，从而允许永久引用。
2. 默克尔树 交易通过二叉树成对哈希，直到一个单一的 Merkle 根 表示整个区块。这使得高效验证成为可能，(轻客户端只需要根和一个证明路径)。
3. 区块头 区块头 ( 上一个哈希 + Merkle 根 + 时间戳 + 随机数 + 难度 ) 被哈希以产生 区块哈希。这将区块不可变地链接在一起——更改任何过去的数据都需要重新哈希每个后续区块。
4. 工作量证明 矿工寻找一个使区块哈希以一定数量的零开头的随机数(难度目标)。

为什么哈希使区块链安全

• 不可篡改性：更改任何数据 → 整个哈希链断裂
• 篡改证据：一个被更改的交易使梅克尔根和区块哈希失效
• 高效验证：轻客户端仅通过默克尔证明和头哈希验证数据包含性

总之，哈希函数是使区块链无信任、不可篡改和可验证的密码学粘合剂——将原始数据转化为不可打破的真相链。没有哈希，就没有区块链。