哈希函数 — ETH.BUILD

由 奥斯汀·格里菲斯 (Austin Griffith) 制作的教程，演示了如何使用 ETH.BUILD 可视化编程工具来了解密码学哈希函数的工作原理，涵盖了确定性、固定长度输出、单向属性和默克尔树。

本文字稿是奥斯汀·格里菲斯发布的原视频文字稿 (opens in a new tab)的无障碍副本。为了提高可读性，对其进行了轻微的编辑。

哈希函数简介 (0:00)

这是名为 ETH.BUILD 系列的第一个视频。你可以访问 eth.build 来使用这个工具，但它只是用来随便玩玩，让你了解在以太坊上构建时事物是如何运作的。

我们要看的第一个模块是哈希函数。哈希函数到底是什么？嗯，它有点像指纹。你有一个输入——它可以是任何东西——但现在我们只使用文本“hello world”。在另一边，你会得到一个输出，这个输出是一个 64 个字符的十六进制字符串。它显示为 66 个字符是因为有“0x”前缀，但它实际上是一个 64 个字符的十六进制字符串。

将哈希可视化为颜色 (0:50)

如果你看着十六进制，它看起来有点像颜色，如果我们直接把它变成颜色，可能更容易描述我们在这里看到的东西。所以我们要做的就是抓取任何字符串的前六个字符，并将其显示为一种颜色。如果我们看一下，会发现它是一种漂亮的紫色。

让我们看看我的名字是什么颜色——看，是一种漂亮的森林绿。现在让我们回到“hello world”——它又变成了那种紫色。

确定性和固定长度输出 (1:38)

我们刚刚发现的是，它是确定性的。基本上，无论我们输入什么，我们在另一边总是会得到相同的结果。

第二个属性是你可以输入任何任意大小的内容。我可以在键盘上乱敲，看到颜色发生变化，但那个字符串始终保持在 66 个字符的长度。无论你在这里输入什么——甚至是一个文件——我都可以把我的孩子 Leo 的这个文件拖进来，把它作为哈希输入，得到一种漂亮的橙色。然后我可以拖入一个 BIP 词表文本文档，它变成了这种漂亮的浅蓝色。如果我把 Leo 的文件再放回来，猜猜它会是什么颜色？我们知道它会是那种橙色。你会得到你输入内容的这种确定性指纹。

单向属性 (2:37)

下一个最重要的属性是它是单向的。如果我再次输入“hello world”，我们将得到这个“4717”哈希。如果我们把这个哈希发给某人并说“这是我秘密的哈希——如果你能猜出我的秘密，我就给你一百块钱”，他们根本无法接近正确答案。

假设哈希以“4717”开头，他们开始四处摸索试图找到匹配项。你不能只是改变几个小字符就能接近答案——你要么猜中，要么猜不中。你基本上必须暴力破解来猜测它。如果他们碰巧猜到了“hello world”，他们就会得到答案，但如果他们没猜到，他们就永远得不到。没有办法知道你是否越来越接近答案。

你会发现，在密码学中，作为一名开发者有时会感到沮丧，因为它要么有效，要么无效——你得不到任何关于你是否接近答案的提示。但这是一件好事。这正是我们希望哈希函数具备的属性。

哈希函数属性总结 (3:43)

所以我们得出结论：任何大小的任何东西都可以输入到哈希函数中，它会输出一个精确的 64 个字符的十六进制指纹，代表该数据是什么。它是确定性的。它是单向的——你不能反向推导。生成哈希非常容易，但要猜出哈希的秘密却非常困难。

默克尔树和组合哈希 (4:06)

我们可以用它做一些非常巧妙的事情，比如默克尔树。我们有三个输入，我们可以把它们连接在一起。我们可以组合所有这些哈希，然后对这个组合进行哈希处理。

这里的这种颜色——那种紫色——代表了所有这些哈希的哈希。如果我把“hello world”改成“hello world one”，那种紫色就会改变。对任何这些输入的任何微小改变都会导致最终的哈希发生变化。你可以以各种不同的方式引入各种数据——甚至可以有一个哈希树，即默克尔树——或者有一排区块，而这个最终的哈希将基于所有这些东西。如果在这个过程中的任何地方发生任何微小的变化，最终的哈希都会改变。

关键要点 (5:53)

关键要点是，哈希函数基本上就像指纹。如果我输入一些东西，它会确定性地给我预期的输出。这就是哈希函数——欢迎来到 ETH.BUILD。让我们做一些很酷的东西，并在这一过程中学到很多。