Summary  
This chapter explains how to compute cryptographic hash values using double SHA-256 for data blocks and build Merkle trees by iteratively hashing paired values to produce a single Merkle root, ensuring data integrity and unique identifiers.

General domain of usage  
Blockchain systems

Hajautusta ja lohkojen tiivisteitä on mainittu useaan otteeseen, mutta itse käsitettä ei ole vielä tarkasteltu yksityiskohtaisesti. Nyt on aika ymmärtää, mitä hajautus oikeastaan on.

**Hajautus** on prosessi, jossa syöte muunnetaan **kiinteän kokoiseksi tavujonoksi**, joka esitetään tyypillisesti heksadesimaalilukuna. Tuotosta kutsutaan **tiivisteeksi**, ja se näyttää satunnaiselta sekä muuttuu täysin, jos syötettä muokataan – tätä ominaisuutta kutsutaan "lumivyöryefektiksi".

Lisätietoa

## Hajautusfunktioiden ominaisuudet
Lohkoketjussa hajautusfunktioita käytetään:
- Turvaamaan tapahtumat luomalla jokaiselle yksilöllinen sormenjälki;
- Luomaan osoitteita julkisista avaimista;
- Muodostamaan lohkoketjun linkit lohkotiivisteiden avulla.

Tämän perusteella hyvä hajautusfunktio lohkoketjua varten sisältää useita keskeisiä ominaisuuksia:



Sama syöte tuottaa aina saman hash-arvon.

Hash-arvon laskemisen tulisi olla nopeaa mille tahansa annetulle datalle.

Annetusta hash-arvosta alkuperäisen syötteen löytäminen tulisi olla käytännössä mahdotonta.

Jopa pieni muutos syötteessä tuottaa merkittävästi erilaisen hash-arvon.

Kahden eri syötteen, jotka tuottavat saman hash-arvon, löytäminen tulisi olla käytännössä mahdotonta.

Hajautusta, erityisesti hyvän hajautusfunktion avulla, voidaan verrata smoothien valmistamiseen. Tarkastellaan seuraavaa havainnollistusta:

Itse asiassa on mahdollista löytää alkuperäinen syöte annetusta hashista, mutta siihen kuluisi niin paljon aikaa, ettei se olisi käytännössä mahdollista.

## Lohkon hashauksen yleiskatsaus

Bitcoin käyttää tietyn lohkon hashin laskemiseen **SHA-256**-hash-funktiota, joka tuottaa **256-bittisen** (32-tavuisen) hashin. Se kuuluu SHA-2-perheeseen, jonka on suunnitellut **National Security Agency (NSA)** ja joka tunnetaan vahvoista suojausominaisuuksistaan, tehden siitä vastustuskykyisen törmäyksille, preimage-hyökkäyksille ja muille kryptografisille haavoittuvuuksille.

Bitcoin-lohkon hash lasketaan ottamalla **lohkon otsikkotiedot**. Nämä tiedot syötetään **SHA-256**-hash-funktioon **kahdesti** prosessissa, jota kutsutaan kaksois-SHA-256:ksi.

Tässä on kuva selventämään asiaa:




Tuloksena syntyvän **256-bittisen tiivisteen** on täytettävä verkon vaikeustason määrittelemät kriteerit. Jos tiiviste ei alita tavoitetta, **nonce**-arvoa muutetaan ja tiiviste lasketaan uudelleen, kunnes kelvollinen tiiviste löytyy. Tämä lopullinen tiiviste toimii lohkon **yksilöllisenä tunnisteena**.


## Merkle-juuri

**Merkle-juuri** on yksittäinen tiiviste, joka edustaa kaikkia lohkoon sisältyviä transaktioita. Sen laskenta alkaa jokaisen yksittäisen transaktion tiivisteestä käyttäen **kaksois-SHA-256** -algoritmia.

Jokainen transaktiotiiviste **paritetaan** toisen kanssa, ja pari tiivistetään yhdessä uuden tiivisteen muodostamiseksi. Tätä parittelu- ja tiivistysprosessia jatketaan kerros kerrokselta, kunnes jäljellä on vain yksi tiiviste. Lopullinen tiiviste on **Merkle-juuri**, joka kattaa koko transaktiojoukon ja varmistaa niiden eheyden koodaamalla ne yhteen arvoon. Tätä hierarkkista rakennetta kutsutaan nimellä **Merkle-puu**.

Seuraava esimerkki havainnollistaa, miten Merkle-puu muodostetaan:


Kuten näet, lohkossamme on 6 tapahtumaa (jokainen merkitty **Tx**-tunnuksella) ja hajauttamalla sekä yhdistämällä uusia tiivisteitä lasketaan Merkle-juuri.

Aina kun oikeanpuoleisella tiivisteellä ei ole paria, kuten esimerkissämme **Hash56**, tämä viimeinen tiiviste **kopioidaan** parin muodostamiseksi. Tämä tekniikka säilyttää Merkle-puun rakenteen eheyden ja tehokkuuden myös silloin, kun tapahtumien tai tiivisteiden määrä on **pariton** jossain vaiheessa.

Huomio

Mikä on Bitcoinin lohkoketjussa käytetyn **SHA-256**-hajautusfunktion tulosteen koko?

Tutustu lohkoketjuteknologian mullistavaan maailmaan ja sen ensimmäiseen sekä merkittävimpään sovellukseen, Bitcoiniin. Syvenny lohkoketjun toiminnan yksityiskohtiin, Bitcoinin teknisiin perusteisiin sekä tämän dynaamisen alan laajempiin vaikutuksiin ja tulevaisuuden suuntauksiin. Saavuta kattava ymmärrys teknologiasta, joka muokkaa toimialoja ja haastaa perinteiset käsitykset valuutasta ja tietoturvasta.

Tutustu Webin kehitykseen ja siihen, miten lohkoketjuteknologia toi mukanaan uuden aikakauden, jota kutsutaan nimellä Web 3.0. Saat perustiedot lohkoketjun toiminnasta sekä erityisesti Bitcoinin toimintaperiaatteista.

Tutustu lohkoketjun keskeisiin osiin: lohkoihin ja transaktioihin, erityisesti niiden rakenteeseen sekä niihin liittyviin prosesseihin, kuten verifiointiin ja louhintaan.

Syvenny edistyneisiin lohkoketjukonsepteihin, kuten konsensusmekanismeihin, lohkoketjun turvallisuuteen sekä uraauurtaviin teknologioihin, kuten älysopimuksiin, tokeneihin ja digitaalisiin varoihin.

Tiivistelmä Hajautuksesta

Hajautusfunktioiden ominaisuudet

Lohkon hashauksen yleiskatsaus

Merkle-juuri