在前面几篇文章中，我们简单介绍了什么是通证经济，并通过比特币的例子初步说明了什么是区块链。区块链作为通证经济的技术基础，自然主导思想一脉相承，去中心化是通证经济最主要最明显的特征。在清楚了这一点之后，我们从今天开始，将一步一步深入探讨通证经济。
首先，我们可以清楚一点，无论是比特币还是区块链，都有很重要的一部分，那就是密码学。当我们在进行记账活动的时候，身份认证就是很重要的一个环节，所以它的安全和高效显得尤为重要。同样，在通证经济中，加密环节也是引发关注的关键环节。接下来，我们来介绍一下密码学的相关知识。
在进行挖矿活动的时候，我们曾经提到过，每次挖矿就是在进行一次猜字游戏，得到正确结果就可以获得比赛胜利。这场猜字游戏，实际上是在进行特定的数学运算，正确答案实际上是一个哈希值。那么，这个哈希值究竟是什么呢？为甚么它如此重要呢？
其实，哈希函数又叫做散列函数，因为自己独有的特点成为了加密环节进行消息认证的关键。
简单来说，哈希函数（Hash函数）是一个数学计算过程，像所有函数一样，它将输入值和输出值建立了一一对应关系，也叫做抗碰撞性。在哈希函数中，输入值可以是任意数值和长度，经历一系列运算过程后，输出一个固定长度值。哈希函数最大的特点就是，对于每一个输入值，它所对应的输出值都是唯一的。
同时，哈希函数的单向特性使得加密的安全性有了保障。对于哈希函数的输入值，可以很简单的得出输出值，但是在知道输出值的情况下，逆推得到它的输入值是不可行的。
哈希函数还有一个特性叫做雪崩效应，它的输出值与它的输入值的每一位都密切相关，因此，即使两个输入值具有高度相似性，它们的输出值也会存在着巨大的差异，一个微小的扰动即可产生雪崩式的连锁反应，因此叫做雪崩效应。
也正是由于哈希函数的拥有这样的特点，哈希函数在密码学中有举足轻重的地位。
哈希函数用于可以用于消息的压缩和验证。当所需要处理的消息十分庞大时，对数据的传输和处理是一项相当耗费时间和成本的事情，因此，在某些特定情况下，并不需要完整的数据信息，我们可以使用一个具有唯一识别特性的特征值来代表该段消息，哈希函数就可以用于生成这个特征值。当使用哈希函数进行数据处理时，实际上是将所有不同长度的数据消息用一个特定长度的哈希值来代表。同时由于哈希函数的雪崩效应的存在，可以对数据的完整性进行验证，每一点改动都会引起最终哈希值的巨大差异，经过对比，就可以发现数据是否被改动过。
在区块链技术中，首先，哈希函数就被使用来进行各种数据消息的快速验证。哈希函数生成各种数据消息的哈希值，当需要对比两个数据消息是否存在差异时，仅需要对比它们的哈希值，这样可以节省巨大的时间和经济成本。其次，哈希函数还何以用来防止消息被篡改，发送方将消息和哈希值一起传输接收方收到消息后重新生成该则消息的哈希值，在传输过程中一旦消息有所改动，重新生成哈希值必然发生变化，通过对比原哈希值就可以知道消息是否经过篡改。
在比特币中，比特币钱包地址也是经由哈希函数生成然后传递的，当然，比特币钱包的地址的加密过程还涉及到了公钥私钥非对称加密体系， 实际上是一个更为复杂的加密过程。在比特币的交易的过程中，比特币需要从一个钱包地址转移到另一个钱包地址，每个钱包都有一组随机数形成的私钥，通过非对称加密产生相应的公钥，最后该公钥的哈希值则是每个钱包的地址，其中公钥和比特币钱包地址是需要公开的。
在破解过程中，虽然从公钥逆推出私钥对量子计算机来说是一件较为容易的事情，但是由于哈希函数的单向性，通过哈希值逆推得到公钥是一件几乎不可能的事情，因此，这个过程的使得抗量子计算机攻击成为了可能。
如此看来，哈希函数是一件十分巧妙的工具，在密码学领域发挥了相当重要的作用，当被使用到了区块链中，也创造了难以估量的价值。但是，区块链的巧妙不仅仅在于这一点。
下一节，我们将带大家了解区块链数据结构的精巧之处。
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