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　　区块链是一种链式数据结构，hash 函数（又称哈希函数）加密数据，从数据结构层面确保了区块链数据的不可篡改等特性，在区块链中占据了很重要的地位。

　　哈希函数的做法是将繁杂的交易信息加密压缩成固定字节的简单哈希值，并成为该区块的标识，保证区块链中交易信息不被篡改。

　　不管是连接相邻区块，还是构建 merkle 树，以及交易验证、数字签名等等重要环节都用到了这个算法。

　　区块链领域中提到的哈希函数是指特定算法支持的 hash 函数，一般使用 SHA-256 算法。这个函数的特点是对于不同的输入哈希值 X ，都可以得到一个固定长度的 256bit 的二进制 Y 值，Y = hash(X)。

　　由 X 很容易算出 Y ，但从 Y 很难推导出 X 。加密过程不可逆，也就是说只有加密过程，没有解密过程。因此，这种函数很容易被验证，却很难被破解。

　　无需知道输入信息代表的是什么意思，也不论信息的长度有多长，只要输入 hash 函数出来的都是固定长度的比特值。无论是输入一本书籍内容或者仅仅输入一个字母，出来的都是 256 位比特长度的数据。

　　输入 X，一定会产生不同的值 Y。不管怎样， hash 函数肯定会存在碰撞，这里就涉及碰撞概率问题。当 Y 是 22 个字符串长度时，300万亿次结算结果里面，碰撞概率是 1000 亿分之 1。随着 Y 长度增加，碰撞概率会更低。SHA-256 是 64 位字符串，因此发生碰撞概率极低。

　　在弱抗碰撞中，对于给定的 X，要去发现 Y 值，满足H（X） = H（Y）在计算上是不可行的。保证给定数值不能找到另一个相同数值，即可防止伪造，否则，就会有攻击者冒充给定的值。

　　在强抗碰撞中，找任意一堆不同的 X、Y，使H（X） = H（Y）在计算上是不可行的，这是对已知的生日攻击方法的防御能力。

　　hash 函数的计算过程是单向不可逆的，可以通过 X 计算得到一个 Y，但是反过来却很难通过 Y 去反推出来 X 的值。区块链需要保证用户的隐私和安全，所以 hash 函数在这方面的作用非常突出。

　　在比特币网络中的计算机上都保留着一条区块链表，每个区块的生成的生成都要填写 hash 值。这个 hash 值的输入包括区块编号，区块的多条交易数据，前一区块的 hash 值，得出一个随机数。

　　通过这种链式结构，在知道一个区块的情况下，就可以一直追溯到第一个区块，这样形成的链条就是区块链。

　　哈希指针(Hash Pointer)是指该变量的值是通过实际数据计算出来的，且指向实际的数据所在位置。即哈希指针既可以表示实际数据的存储位置，又可以表示实际数据内容（某个时间戳下该数据的哈希值）。

　　从哈希指针的角度来看区块链的结构，可以说区块链就是按时间顺序将数据区块通过哈希指针的方式连接起来的一个链表。哈希指针其实就是一串数据的哈希值，一串数据的哈希值就是这串数据的“指纹”、摘要，因此就可以用这个哈希值来指向这串数据。

　　区块链里的每一个区块都有对应本区块的哈希指针，而除了创世区块(即第一个区块)之外，其他每个区块都存储了前一个区块的哈希指针，从而形成如下所示的一个链条，即区块链。

　　这样的数据结构可以保证数据无法篡改，因为一旦篡改了任何区块的数据，对应的哈希指针就会出错，那么它后面的那个区块的哈希指针，就不能够和篡改数据后的区块生成的哈希指针匹配，因此一旦有恶意篡改就能校验到。

　　3、挖矿难度的设置计算符合给定目标的一个哈希值的困难程度。给定当前块的目标哈希，先经过压缩然后存储在区块中，区块的哈希值比较小于给定的目标哈希值，表示挖矿成功。

　　4、数字签名利用公钥进行加锁，用私钥签名进行解锁，从而实现数字货币的交易。