詳解在區塊鏈中的POW和哈希演算法
「POW（proof of work工作證明）與哈希演算法（SHA家族——安全散列演算法）」
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POW工作證明
Proof Of Work，簡稱POW，中文名為工作量證明，簡單理解就是一份證明，用來確認你做過一定量的工作。監測工作的整個過程通常是極為低效的，而通過對工作的結果進行認證來證明完成了相應的工作量，則是一種非常高效的方式。比如現實生活中的畢業證、駕駛證等等，也是通過檢驗結果的方式（通過相關的考試）所取得的證明。工作量證明系統（或者說協議、函數），是一種應對拒絕服務攻擊和其他服務濫用的經濟對策。它要求發起者進行一定量的運算，也就意味著需要消耗計算機一定的時間。在比特幣中，就使用POW確認一個區塊的有效性——只要該CPU耗費的工作量能夠滿足該工作量的證明機制，那麼除非重新完成相當的工作量，該區塊的信息就不可更改。 在POW中，哈希演算法起到重要的記錄工作量的作用。
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SHA哈希演算法
哈希演算法，指安全散列演算法（英語：Secure Hash Algorithm，縮寫為SHA）是一個密碼散列函數家族，是FIPS（美國聯邦信息處理標準）所認證的安全散列演算法。能計算出一個數字消息所對應到的，長度固定的字元串（又稱消息摘要）的演算法。且若輸入的消息不同，它們對應到不同字元串的機率很高。
上圖展現了在區塊鏈中哈希演算法的運作過程
SHA家族的五個演算法，分別是SHA-1、SHA-224、SHA-256、SHA-384，和SHA-512，由美國國家安全局（NSA）所設計，並由美國國家標準與技術研究院（NIST）發布；是美國的政府標準。後四者有時並稱為SHA-2。SHA-1在許多安全協定中廣為使用，包括TLS和SSL、PGP、SSH、S/MIME和IPsec，曾被視為是MD5（更早之前被廣為使用的雜湊函數）的後繼者。但SHA-1的安全性如今被密碼學家嚴重質疑；雖然至今尚未出現對SHA-2有效的攻擊，它的演算法跟SHA-1基本上仍然相似；因此有些人開始發展其他替代的雜湊演算法。
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SHA家族詳細介紹
SHA-0和1
最初載明的演算法於1993年發布，稱做安全雜湊標準（Secure Hash Standard），FIPS PUB 180。這個版本現在常被稱為SHA-0。它在發布之後很快就被NSA撤回，並且由1995年發布的修訂版本FIPS PUB 180-1（通常稱為SHA-1）取代。SHA-1和SHA-0的演算法只在壓縮函數的訊息轉換部份差了一個位元的循環位移。根據NSA的說法，它修正了一個在原始演算法中會降低雜湊安全性的弱點。然而NSA並沒有提供任何進一步的解釋或證明該弱點已被修正。而後SHA-0和SHA-1的弱點相繼被攻破，SHA-1似乎是顯得比SHA-0有抵抗性，這多少證實了NSA當初修正演算法以增進安全性的聲明。
SHA-0和SHA-1可將一個最大2的64位元的訊息，轉換成一串160位元的訊息摘要；其設計原理相似於MIT教授Ronald L. Rivest所設計的密碼學雜湊演算法MD4和MD5。
SHA家族SHA-1演算法
以下是 SHA-1 演算法的偽代碼：
SHA家族SHA-2
NIST發布了三個額外的SHA變體，這三個函數都將訊息對應到更長的訊息摘要。以它們的摘要長度（以位元計算）加在原名後面來命名：SHA-256，SHA-384和SHA-512。它們發佈於2001年的FIPS PUB 180-2草稿中，隨即通過審查和評論。包含SHA-1的FIPS PUB 180-2，於2002年以官方標準發布。2004年2月，發布了一次FIPS PUB 180-2的變更通知，加入了一個額外的變種SHA-224"，這是為了符合雙金鑰3DES所需的金鑰長度而定義。
SHA-256和SHA-512是很新的雜湊函數，前者以定義一個word為32位元，後者則定義一個word為64位元。它們分別使用了不同的偏移量，或用不同的常數，然而，實際上二者結構是相同的，只在循環執行的次數上有所差異。SHA-224以及SHA-384則是前述二種雜湊函數的截短版，利用不同的初始值做計算。
這些新的雜湊函數並沒有接受像SHA-1一樣的公眾密碼社群做詳細的檢驗，所以它們的密碼安全性還不被大家廣泛的信任。Gilbert和Handschuh在2003年曾對這些新變種作過一些研究，聲稱他們沒有找到弱點。
SHA家族應用
SHA-1, SHA-224, SHA-256, SHA-384 和 SHA-512 都被需要安全雜湊演算法的美國聯邦政府所應用，他們也使用其他的密碼演算法和協定來保護敏感的未保密資料。FIPS PUB 180-1也鼓勵私人或商業組織使用。
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