1.什么是哈希算法
哈希算法是区块链中用得最多的一种算法,它被广泛地使用在构建区块和确认交易的完整性上。它是一类数学函数算法,又被称为散列算法,需具备三个基本特性:其输入可为任意大小的字符串、它产生固定大小的输出、能在合理的时间内就能算出输出值。
哈希算法有很多,区块链主要使用的哈希算法是 SHA-256 算法:将任意数据串作为输入值代入公式,可以得到一个独一无二的 64 位输出值,但是用输出值无法倒推出输入值。
对于同一个哈希算法来说,相同的输入必定会得到相同的输出,不同的输入必定会得到不同的输出。区块链就是利用哈希函数为区块生成签名的,将区块中的数据作为输入,得到的输出就是区块的签名。
2.如何找到合格的签名
在区块链中通过运算找到合格的签名,就我们常说的挖矿。
区块链协议会预先确定一些要求,比如,在比特币区块链上,只有以连续的零开头的数字签名相对应的区块才能上链。例如,只有在数字签名以不少于 连续 10 个零 开头的情况下,对应的区块才能上链。
每个数据串对应的哈希值都是唯一 的,为了获得符合条件的区块签名,需要反复改变输入的数据串,直到能生成以连续 10 个零开头的签名为止。但由于交易数据和元数据(区块编号、时间戳等等)需要保持原样,想把区块添加到链上,人们就需要不断在区块里面添加“一段特定长度的、全随机的数字”,直到找到一个合格的签名,然后确定下这段数据的具体值。
这种通过反复对区块数据进行哈希运算、寻找合格签名的过程就叫做 挖矿。矿工投入大量电力,转化成算力。矿工手中掌握的算力越多,哈希运算的速度就越快,抢先找到合格签名的可能性就越高。这是一种反复试错的过程。
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