區塊鏈:科普 | 比特幣挖礦用的SHA256算法是什么？

視頻來源：MatthewEnduresTeaching

翻譯：Cobo錢包

世界上最流行的計算機算法大概就是SHA256哈希算法了。首先看下它的定義——一種具有確定性的單向哈希函數。我們逐詞解釋一下：

「算法」就是執行操作的一系列步驟/過程；

「哈希函數」是一種數學函數，輸入的長度可以是任意的，但輸出的長度是固定的，可以把它理解為文件的數字指紋；

具有「確定性」的特征，意思是同一個輸入值，總能得到相同的輸出值。

TRON數字錢包科普資料《波場錢包的現在過去與未來》已上線:據最新消息顯示，由TokenPocket聯合波場TRON官方，以及 TokenPocket 社區志愿者共同撰寫的《波場錢包的現在過去與未來》已正式上線。《波場錢包的現在過去與未來》又稱為波場錢包小白書，詳細介紹了當前TRON錢包與TRON生態密切結合的實例，是目前市面上最為詳細的TRON數字錢包科普資料。波場錢包作為波場公鏈生態中極為重要的入口，是波場生態的重要構成要素。波場錢包從一開始只提供權限管理、轉賬收款、節點投票等基礎功能，到如今不僅可以為用戶提供法幣交易、閃兌和去中心化交易所等方便快捷的交易服務，還能讓用戶直接在錢包上體驗波場上DApp，挖礦、DeFi、Staking等資產增值服務。詳情見原文鏈接。[2020/8/20]

人大附中物理老師李永樂科普拜占庭將軍問題和區塊鏈:5月14日，人大附中物理老師、科普視頻網紅李永樂在其公眾號發布視頻《拜占庭將軍問題是什么？區塊鏈如何防范惡意節點？》。李永樂老師在視頻中對拜占庭將軍問題和區塊鏈進行了講解，他表示，拜占庭將軍問題本質上指的是，在分布式計算機網絡中，如果存在故障和惡意節點，是否能夠保持正常節點的網絡一致性問題。在近40年的時間里，人們提出了許多方案解決這一問題，稱為拜占庭容錯法。例如蘭波特自己提出了口頭協議、書面協議法，后來有人提出了實用拜占庭容錯PBFT算法，在2008年，中本聰發明比特幣后，人們又設想了通過區塊鏈的方法解決這一問題。區塊鏈通過算力證明來保持賬本的一致性，也就是必須計算數學題，才能得到記賬的權力，其他人對這個記賬結果進行驗證，如果是對的，就認可你的結果。與拜占庭問題比起來，就增加了叛徒的成本。[2020/5/14]

SHA256是指輸出值為256位的安全的哈希算法，那「單向」是什么意思呢——單向代表了函數很難逆推。有些函數很容易逆推，比如加30，只需減30就可以逆推回來；但如果你要逆推兩個大素數的乘法公式就很難。

聲音 | 浪潮集團云南分公司總經理：云南區塊鏈產業發展需從“科普”到“專精”不斷深化:據昆明日報消息，浪潮集團云南分公司總經理鄭昕表示，云南區塊鏈產業發展需從“科普”到“專精”不斷深化。下一步，浪潮將繼續加大云南農業產業高質量發展體系建設力度，重點以普洱茶等云南優勢產業為切入點，打造云南“綠色、有機農產品高地”的品牌形象，并在此基礎上，開展基于區塊鏈的供應鏈金融服務，解決中小企業貸款難、貸款貴問題。[2019/11/11]

SHA256函數是一種單向散列算法，輸入值可以是任意類型和長度，輸出值位數均為256位，可能是256個1和0——這是一個很長的數，所以通常會寫成一段64位十六進制數。

這個公式有兩個有趣又實用的特點：

首先，如果你得到了同樣的哈希值，或者說是數字指紋，就是因為你輸入了完全相同的輸入值，兩個不同的輸入值不會得出同一個輸出值。

那哈希值數量有多少呢——2的256次方。

另一個有趣的特點是蝴蝶效應，只要輸入值改變一點點輸出值就會變。舉個例子，我現在拍一張照片，像素：1000x1000，文件長度：2400萬位，用SHA256算法來運行一下，得出一個哈希值。現在來改變輸入值中的某一個小單位，放大這個電線桿的像素，把綠色值的0改為1，重新用SHA256算法運行一遍，就得到一個完全不同的輸出值，這還只是改變了2400萬單位中的一個。

以上兩個特點幫助SHA256適用于各種場景：密碼學、數字簽名、認證，以及比特幣。

SHA256在比特幣協議中發揮著關鍵的作用，任何人都可以在自己的計算機上運行這個數學函數，但沒有人能逆推它。如果你可以逆推這個算法，你就可以比其他人挖礦挖得更快，然后賺很多錢。

比特幣挖礦的過程，就是找到輸入值的過程，這個輸入值通過SHA256算法產生了一串開頭帶有約70個零的輸出值。但是，因為沒有已知的公式，每個人能做的也只是通過蠻力一個數一個數去試，直到找到正確的輸入值。不過比特幣挖礦只需要找到一個接近的哈希值就好，不需要完全匹配。實際上，挖礦難度可以調整，保證大概每十分鐘能有礦工找到匹配的輸入值，然后賺取12.5比特幣的出塊獎勵，這就是為什么我認為它是地球上最流行的算法，或者應該說是地球上最常用的算法。

為了跑贏比特幣挖礦的競賽，人們專門使用了可以很快運行SHA256算法的計算機，有多快呢？

如果把全世界所有比特幣礦工加起來，目前他們每秒正在運算6千億億個哈希值，分秒不休，日復一日。

所以我說SHA256是最流行的算法，這個結論還是很公道的。我覺得可能會有其它的字符處理算法和它競爭，比如傅里葉變換函數，但是每秒能運算超過6千億億次嗎？

我不知道...

Anyway，我說這些就是想表明：沒有人能找到比特幣挖礦的捷徑，雖然找捷徑有巨大的經濟動力，或許有人能找到，但他們不會那樣做，只會選擇遵循規則...

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