比特币的分布式系统是如何记账的？

比特币是一种公共记账货币，每个人都有权利给这种货币记账，而且这个账本分布在全世界的每一个角度，每一次记账的时候需要核对账本的正确性，这就很麻烦，每天这么多笔交易，到底怎么核对的呢？当然如果你要用人工的方式去核实，那几乎是不可完成的，但是用技术就简单多了，用什么技术呢？这种技术就叫做非对称加密技术。

我们再讲非对称加密之前，我们先要讲一个函数叫做希函数，这个哈希函数并不复杂，非常容易理解，但是它在整个比特币的系统里面，在各个重要的环节里面都起到非常重要的作用。

关于这个哈希函数的具体工作原理就不需要我们搞明白了，它的变种有很多，常使用的哈希算法包括MD5、SHA-1、SHA-256、SHA-384及SHA-512等。比特币协议中，这个哈希函数是SHA-256。这个SHA-256被公认为最安全最先进的算法之一。

那么这个函数到底有什么用呢，他的用处也很简单，就是它能把一种任意的信息，可以是你的情书，也可以是一份合同、一份遗嘱，甚至一本书的全部的内容等等都可以，任何的信息带入到这个函数中去，作为这个函数的输入的内容。经过这个函数的加工就能得到一个简短的摘要信息。

它的具体的函数形式是这样的，哈希函数用y =hash(x)表示，输入x进行运算，得到一个哈希值y。这个y有另一个叫法：摘要，它的数学计算流程也很简单，它可以把（输入的）任意长度的数据转化成（输出的）固定长度的数据。

比如说，有一个富翁叫巴菲特，他今年已经90了，可能多几年就要去世了，既然要离开那么巴菲特就需要写一份遗嘱，那么这份遗嘱就可以作为原始信息放到这个函数里面去，巴菲特的遗嘱说我走了，我走之后，我的财产95%捐给慈善机构，3%给老大，1%给老二1%给老三等等。总之无论巴菲特的这份遗嘱有多长，有多少字母，只要经过了哈希函数一运算就可以得到一个简短的一串摘要信息。这就是一个希函数的具体的例子。

这个希函数就有三个基本的特征。第1个特征是同样的原始信息带入到同样的一个希函数里面去，总能希出相同的摘要信息。也就是说如果是一模一样的原始信息。我今天用这个函数放进去，计算一下，会得到摘要，明天换一个人，把同样的信息放到这个函数中去，同样能够得到相同的摘要信息，那么这个可以理解我们做数学题，今天做用这个函数计算出来的结果是一样的，明天做也是一样的，这个是可以理解的。

第2个重要的特征就是原始信息的任何的微小的变化，都会通过这个函数运算，同样的一个函数希出 一个面目全非的摘要信息，也就是说原始信息里面的任何一点点微小的变化，比如说这个冒号发生了变化，通过同样的希函数来进行预算，都会得到一个完全不同的摘要信息。并不是说因为冒号发生一点变化而使得信息摘要信息里面只发生，比如说三发生一个微小的变化，不是这样的。得出来的摘要信息会完全不同，面目全非。

第3个特征就是从摘要信息是没有办法到推出我们的原始信息的。 这个也不太难理解，如果说原始信息是非常丰富的，那么他只得到一个20位的摘要信息，显然从短的信息中很难到推出那么丰富的信息的。

这就是我们比特币系统中，很多地方用到的一个重要的希函数！具体的形式有好几种，总之都是把原始信息摘要成一组简短的信息。实际上我们可以看到，它相当于用了一组简短的信息，来唯一的代表了一个复杂的信息，并且又不显露出复杂信息的原始内容，相当于给原始信息给了一个指纹加密。

那么具体到这个例子，那么希函数有什么用呢？我们还是举巴菲特的例子啊。他可以在生前就你好这个遗嘱，并且用希函数运算出来摘要信息，把他宣布出去说我的遗嘱已经立好了，这是它的希值。

好，等走了之后去世之后，他的大儿子二儿子和三儿子分别拿出来一份遗嘱，当然了上面的分配方案肯定是不同的，那么这时候亲戚们、朋友们怎么样来确定谁的遗嘱是真正的遗嘱呢？好，就把他们的遗嘱拿来，按照富翁生前的交代，把每个人所拿出的遗嘱的信息全部带入到这个函数中去。每个人代入之后，都会得到一串摘要信息，那么就来看谁的得出来的摘要信息，跟巴菲特老爷子当初活着的时候所宣布的材料信息是一样的。那么谁的就是真正的有效的遗嘱。这就是哈希函数。通过这个例子，我们可以看到希函数在我们的日常的应用中，至少有4个基本的功能。

第1个是简化信息，他能把任意长的信息呢简化成一个你所要求的简短信息，简化之后，简短的信息可以用来标识我们原来的信息。

第二个是标识信息，我们刚刚才说过，这个摘要信息可以看作原信息的一个指纹，或者说身份。某一个原始信息可以用摘要信息来唯一的标识它。

第3个功能就是隐秘信息，巴菲特生前，可以把摘要信息公布出来，但是同时又隐匿了原始信息的内容，谁都不知道，同时又能证明在事后能够证明信息的存在，把原始的信息隐匿了。

第4个功能验证信息，有了摘要信息，我们就可以验证原始的信息是否是形成摘要信息的信息。

那么这4个功能在比特币的系统里面，具有有哪些作用呢?我们明天继续学习。

好下面我们来总结一下今天，学到的东西，第一比特币系统中所用的的哈希函数是一种非常容易理解的函数，他的一个变种函数sha256是目前被公认为最安全最先进的算法之一。

文章来源：币圈大帅社区

本文来源：繁花异世
原文标题：比特币的分布式系统是如何记账的？

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编译者/作者：繁花异世

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