一文读懂区块链中的哈希函数是如何构造的

MASH-1 (Modular Arithmetic Secure Hash)是一个基于RSA算法的哈希算法，在1995年提出，入选国际标准ISO/IEC 10118-4；MASH-2是MASH-1的改进，把第四步中的2换成了28+1；由于涉及模乘/平方运算，计算速度慢，非常不实用。

分组密码的工作模式是：根据不同的数据格式和安全性要求， 以一个具体的分组密码算法为基础构造一个分组密码系统的方法。

基于分组的对称密码算法比如DES/AES算法只是描述如何根据秘钥对一段固定长度(分组块)的数据进行加密，对于比较长的数据，分组密码工作模式描述了如何重复应用某种算法安全地转换大于块的数据量。

简单的说就是，DES/AES算法描述怎么加密一个数据块，分组密码工作模式模式了如果重复加密比较长的多个数据块。常见的分组密码工作模式有五种：

比特币矿企Hut 8将与US Bitcoin Corp合并为新公司New Hut:6月17日消息，比特币矿企 Hut 8 将与美国矿企和高性能计算基础设施提供商 US Bitcoin Corp（USBTC）以全股票平等合并的方式进行合并，合并后的公司将命名为 Hut 8 Corp.（New Hut），并将成为一个在美国注册的实体。此次交易预计将使 New Hut 成为一家大规模的上市比特币矿企，专注于经济挖矿，高度多元化的收入来源。

New Hut 已向美国证券交易委员会（SEC）提交了对其 S-4 表格注册声明的进一步修订。该声明披露，New Hut 在艾伯塔省的 Medicine Hat 和 Drumheller 的挖矿设施的预挖矿算力已从之前披露的 7.02 EH/s 增加到 7.5 EH/s。[2023/6/17 21:43:27]

电码本( Electronic Code Book，ECB)模式

渣打银行分析师：如果美国债务违约，比特币将飙升20,000美元:金色财经报道，渣打银行外汇研究主管杰夫肯德里克最近表示，如果美国违约，比特币的价格可能会上涨20,000美元。根据肯德里克的说法，虽然比特币在美国违约时可能会飙升，但ETH等其他加密货币可能会下跌。随着人们越来越担心美国政府可能会拖欠债务，杰夫肯德里克表示，这样的事件将导致BTC的价格飙升超过20,000美元。尽管肯德里克将违约描述为“低概率、高影响的事件”，但他仍然表示，顶级加密货币在市场下跌时表现良好的声誉及其避险地位意味着其价格近70%的飙升是可能的。[2023/5/4 14:42:35]

密文分组链接(Cipher Block Chaining，CBC)模式

密文反馈(Cipher Feed Back ，CFB)模式

输出反馈(Output Feed Back ，OFB)模式

Foundry USA和Antpool持有比特币全网52%的算力:金色财经报道，比特币算力正变得高度集中，少数矿池控制着大部分区块链挖矿算力。Mempool的最新数据表明，FoundryUSA和Antpool目前持有比特币全网总算力的50%。FoundryUSA矿池的平均算力占比为32.08%，相当于约95.16EH/s。Antpool以约20.75%的总算力排名第二，相当于约61.57EH/s。随后是BinancePool、F2Pool和ViaBTC，算力占比均超10%。[2023/1/30 11:35:39]

计数器(Counter, CTR)模式

ECB工作模式

加密：输入是当前明文分组。

解密：每一个密文分组分别解密。

具体公式为：

元宇宙分析公司Cognitive3D完成250万美元种子轮融资，Konvoy领投:9月15日消息，元宇宙消费者行为分析初创公司 Cognitive3D 宣布完成 250 万美元种子轮融资，Konvoy 领投，Space Capital 和 Boost VC 参投，截至目前该公司融资总金额为 350 万美元。

Cognitive3D 使用沉浸式技术提供一种在元宇宙环境中研究消费者行为的新方法，其分析平台可以整理和评估用户的行为和交互方式，帮助品牌商和开发人员了解用户如何与所选环境中的对象交互。（VentureBeats）[2022/9/15 6:59:08]

Cyolo完成6000万美元B轮融资，National Grid Partners领投:6月28日消息，零信任网络访问解决方案Cyolo宣布完成6000万美元B轮融资，National Grid Partners领投，Glilot Capital Partners、Flint Capital、Differential Ventures和Merlin Ventures等参投。截至目前该公司融资总额已达8500万美元，包括2021年完成的A轮融资。新融资将用于在全球推广其基于身份的访问解决方案，促进公司数字化转型，并满足更智能、更快速、更可靠地访问数字资产的日益增长的需求。

据介绍，Cyolo的下一代零信任网络访问解决方案（ZTNA 2.0）可以跨多个IT和OT环境连接数字资产，并提供安全、灵活的基于身份的访问解决方案。（Golobe Newswire）[2022/6/28 1:37:05]

ECB工作模式示意图

CBC工作模式

加密：输入是当前明文分组和前一次密文分组的异或。

解密：每一个密文分组被解密后，再与前一个密文分组异或得明文。

CBC工作模式示意图

CFB工作模式

加密算法的输入是64比特移位寄存器，其初值为某个初始向量IV。

加密算法输出的最左(最高有效位)j比特与明文的第一个单元P1进行异或，产生出密文的第1个单元C1，并传送该单元。

然后将移位寄存器的内容左移j位并将C1送入移位寄存器最右边(最低有效位)j位。

这一过程继续到明文的所有单元都被加密为止。

CFB工作模式示意图

OFB工作模式

OFB模式的结构类似于CFB

不同之处：

OFB模式是将加密算法的输出反馈到移位寄存器

CFB模式中是将密文单元反馈到移位寄存器

OFB工作模式示意图

CTR工作模式

加密：输入是当前明文分组和计数器密文分组的异或。

解密：每一个密文分组被解密后，再与计数器密文分组异或得明文。

CTR工作模式示意图

工作模式比较

ECB模式，简单、高速，但最弱、易受重发攻击，一般不推荐。

CBC模式适用于文件加密，比ECB模式慢，安全性加强。当有少量错误时，不会造成同步错误。

OFB模式和CFB模式较CBC模式慢许多。每次迭代只有少数比特完成加密。若可以容忍少量错误扩展，则可换来恢复同步能力，此时用CFB或OFB模式。在字符为单元的流密码中多选CFB模式。

CTR模式用于高速同步系统，不容忍差错传播。

Merkle在1989年提出迭代型哈希函数的一般结构；(另外一个工作是默克尔哈希树)，Ron Rivest在1990年利用这种结构提出MD4。(另外一个工作是RSA算法)，这种结构在几乎所有的哈希函数中使用，具体做法为：

迭代型哈希函数的一般结构示意图

把所有消息M分成一些固定长度的块Yi

最后一块padding并使其包含消息M的长度

设定初始值CV0

循环执行压缩函数f，CVi=f(CVi -1||Yi -1)

最后一个CVi为哈希值

算法中重复使用一个压缩函数f

f的输入有两项，一项是上一轮输出的n比特值CVi-1，称为链接变量，另一项是算法在本轮的b比特输入分组Yi-1

f的输出为n比特值CVi，CVi又作为下一轮的输入

算法开始时还需对链接变量指定一个初值IV，最后一轮输出的链接变量CVL即为最终产生的杂凑值

通常有b>n，因此称函数f为压缩函数

算法可表达如下：CV0=IV= n比特长的初值

CVi=f(CVi-1,Yi-1)；1≤i≤L

H(M)=CVL

算法的核心技术是设计难以找到碰撞的压缩函数f，而敌手对算法的攻击重点是f的内部结构

f和分组密码一样是由若干轮处理过程组成

对f的分析需要找出f的碰撞。由于f是压缩函数，其碰撞是不可避免的，因此在设计f时就应保证找出其碰撞在计算上是困难的

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