加密哈希函数定义

加密哈希函数（Cryptographic Hash Function），又译作密码哈希函数、加密哈希函数，是一种使用于密码学的数学函数。对加密哈希函数输入资料（Input），会得到一串固定长度的输出结果（Digest）。请看下图：

图片来源：Wikipedia

非常简单，输入不同的值便会得到不同的输出结果，针对加密哈希函数，我们可以简单整理出三个基本特征：

1. 可以输入任何字串

乍听之下好像没什么了不起，也许Hash一两段句子你感受不到，当你Hash一整个图书馆的资料，还是无数笔交易纪录等等的时候，它就产生了极大的应用空间。

2. 固定长度的输出值

结合第一项，无论你Hash多少资讯量，都只会产生固定长度的输出值，所以你可以利用哈希函数，为各种庞大数量的资料标上识别码。

3. 高效的计算速度

输入资料后马上就能产生输出值。

你可能会问，这和加密货币有什么关系呢这就要从加密哈希函数的属性来看了。

加密哈希函数属性

1. 无冲突的（Collision-free）

不同的Input，一定会产生不同的输出结果，也就是不同的哈希值（准确说，是要找到相同的机率太低，找到的时候可能宇宙已经毁灭）。

因此，当A和B的哈希值相同，就证明了A等于B，比如说如果我生日数字的哈希值，和你生日数字的哈希值一样时，就表示我们的生日一样。

这有什么用呢最主要的，是它让我们可以很进行高效的验证。

假设我今天手中有两本书，看起来好像一样，但我又没办法确定，除非我一页页每一个字去核对，要花费相对多时间。其实，我只要取得这两本书的哈希值，就能轻易验证这两本书是不是一模一样。

2. 函数是单向的（Hiding）

很难（几乎等于不行）从哈希值，倒推回去算出输出值。也就是说，你可以对密码和档案Hash之后，拿来使用、验证、发布，而不会危及你密码的安全性。

3. Puzzle-friendly

不知道怎么翻译，大概是「支持解谜的」。具体来说，就是无法依靠选择，产生出你想要指定的哈希值，比如你想要让哈希值是111111，你无法知道要输入什么字串，只能不停尝试，直到111111出现为止。

你肯定常常听到的「挖矿」，其实就是矿工们去竞争、去寻找一个随机常数，让整个区块的哈希值落在目标区域内。今天先不谈这个，只是先让你知道Puzzle-friendly属性对于加密货币领域也是相对重要的一环。

另外要提的是，以上有很多地方出现「很难」这个形容，一来是因为有些机率过低，像是冲突（collision）肯定存在，只是无法发现；二来是未来或许会出现具有更高算力的电脑、机器，可以打破加密哈希函数的单向属性，只是目前是还没有发生的。

基本上，我们总希望加密哈希函数拥有这些属性，但事实上，不同算法和不同的输入值分布状况，可能导致其缺少一些属性，或是给恶意的人有机可乘的漏洞。

目前，加密哈希函数被广泛运用于加密货币的交易中，基于上面的特性，提供用户匿名性和安全性；举例来说，Bitcoin用的就是SHA-256，加密哈希函数算法之一，门罗币XMR用的则是Cryptonight演算法等等。