本科生“不小心”推翻图灵奖得主清华哈希算法原理解析,如何利用哈希函数预测博彩走势姚期智教授40年猜想:事关表
2025-07-24哈希算法,SHA256,哈希函数,加密哈希,哈希预测/哈希算法是博彩游戏公平性的核心,本文详细解析 SHA256 哈希函数的运作原理,并提供如何通过哈希技术进行博彩预测的方法!你可能觉得哈希表技术很成熟了吧?毕竟用了这么多年。但最近发生了一件挺让人惊讶的事情:一位本科生,和两位教授合作,竟然
故事的主角叫Andrew Krapivin,当时还是罗格斯大学的本科生。他在2021年接触到一篇关于“微型指针”(Tiny Pointers)的论文,当时只是粗略浏览了一下。两年后,他重新翻出这篇论文,想“随便看看”,结果就看到了新思路
“微型指针”简单来说,就是一种指向计算机内存中数据的快捷方式。Krapivin当时的想法是,能不能进一步缩小指针的体积,更节省内存?为了实现这个目标,他需要一种更有效的数据组织方法,于是他开始研究哈希表
哈希表,作为一种非常基础且常用的数据结构,大家应该都不陌生。它的核心操作就是三个:查询(查找数据)、删除(删除数据)、插入(添加数据)。从上世纪50年代诞生以来,哈希表一直是计算机科学领域的重要工具
在研究过程中,Krapivin意外地发现,他似乎设计出了一种新型的哈希表。这种新哈希表在查找数据时,速度更快,效率更高!这让他感到非常兴奋
一开始,他的导师Martín Farach-Colton教授(也是“微型指针”论文的作者之一)也有些保留。毕竟哈希表研究这么多年了,还能有什么颠覆性的创新吗?但为了严谨起见,教授邀请了另一位专家,卡内基梅隆大学的William Kuszmaul教授(同样是“微型指针”论文的合作者)来评估
结果,Kuszmaul教授的反馈出乎意料:“你不仅仅是做出了一个很棒的哈希表,你实际上是推翻了一个存在了40年的猜想!”
这就不得不提到计算机科学领域的泰斗级人物——图灵奖得住,清华大学教授姚期智教授。1985年,姚期智教授提出了一个关于特定类型哈希表的猜想:
对于这类哈希表,要找到目标元素或空位,最佳策略是随机探测(uniform probing)。而且,在最坏的情况下,比如查找最后一个空位,查询时间的下限就是x(x 代表哈希表的“满”程度,x越大,表格越接近满载)
然而,Krapivin在进行研究时,并没有受到这个经典猜想的束缚,或许正是这种“初生牛犊不怕虎”的精神,让他跳出了固有框架。他设计的新型哈希表,没有采用传统的随机探测方法。结果令人惊讶,在最坏情况下,其查询和插入的时间复杂度竟然降到了(log x)²!
(log x)² 相比于 x,这是一个巨大的性能提升。这直接与姚期智教授的猜想相悖。更进一步,Krapivin和两位教授合作,在今年1月发表的论文中证明,对于姚期智教授描述的那类哈希表,(log x)² 实际上已经是性能的理论最优解了!这意味着,他们不仅推翻了旧的猜想,还找到了新的速度上限
康奈尔理工学院的 Alex Conway 评价说:“这篇论文非常重要,哈希表是最基础的数据结构之一,但我们对它的理解仍然不够深入。这项研究以出人意料的方式,解答了其中一些关键问题。”
卡内基梅隆大学的 Guy Blelloch 也认为:“这个成果非常漂亮,它解决了一个非常经典的问题。”
滑铁卢大学的 Sepehr Assadi 甚至表示:“我们可能还需要再过40年才能找到正确的答案。” 可见这个成果的重要性
除了在最坏情况下的性能突破,研究团队还在平均查询时间方面取得了惊人的发现。姚期智教授在1985年还证明,对于“贪婪”哈希表(新元素必须插入到第一个遇到的空位),平均查询时间的下限是log x
但是,Krapivin团队的研究表明,对于非贪婪的哈希表,这个限制并不存在!他们设计出一种非贪婪哈希表,其平均查询时间竟然可以达到常数级别!也就是说,平均查询时间不再受哈希表填充程度的影响,始终保持在一个极低的水平。这个发现完全出乎意料,甚至让研究者自己都感到惊讶
虽然这项研究目前可能还没有直接的应用落地。但正如 Conway 所说:“更深入地理解这些基础数据结构至关重要。我们不知道何时这样的理论突破会带来实践上的飞跃。”
基础研究的价值在于其长远的潜力。哈希表作为计算机科学的基石,任何理论上的进步,都可能为未来的技术创新打开新的大门。特别是在大数据和人工智能时代,高效的数据处理能力至关重要。更快速的哈希表,意味着更高效的算法,更强大的AI,以及更流畅的用户体验
•本科生 Andrew Krapivin “无意中” 挑战了哈希表领域一个40年的经典猜想。
•新型哈希表在最坏情况下的查询和插入速度达到 (log x)²,突破了原有猜想的 x 速度限制。
•非贪婪哈希表实现了常数级别的平均查询时间,这是一个非常出乎意料的发现。
•这项研究是理论计算机科学的重要进展,未来可能对人工智能、大数据等领域产生深远影响。
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