Что такое хеш?

Question

¡Uf! Мне нужно объяснить вам это о хеше, и я чувствую себя так, как будто расшифровываю инопланетный код. Но давайте allá.

Хеширование — это, по сути, процесс, в котором мы помещаем данные любого размера в своего рода математическую мясорубку, и ¡пум! всегда получается что-то одного и того же размера. Это как если бы вы помещали целый арбуз или только один ломтик в машину, и всегда получался бы кубик одного и того же размера. Это делается с помощью математических формул, называемых хеш-функциями.

И смотри, эти функции находятся в центре криптовалют. Без них все эти блокчейны были бы катастрофой с точки зрения безопасности. Благодаря этим алгоритмам наши цифровые деньги не исчезают как по волшебству каждый раз, когда кто-то чихает рядом с сервером.

Удивительно, что они детерминированы - это громкое слово, чтобы сказать, что если вы введете "Hola", вы всегда получите один и тот же результат. Но если вы попробуете с "hola" ( с маленькой буквы), то получите совершенно другой результат. Это безумие!

Как, черт возьми, это работает?

Каждый алгоритм хеширования выдает выходные данные фиксированного размера. Например, SHA-256 (, который использует Bitcoin ), всегда выдает 256 бит. Не имеет значения, вставляете ли вы весь текст "Дон Кихот" или только "Санчо".

Например, если мы пропустим слова "Mercado" и "mercado" через SHA-256:

Вход: Рынок Выход: d83b7dks92jd72nk29dh28d9k26sd02kd9k2d02kd9k2d0 (что-то такое уродливое)

Вход: рынок Выход: 38d7b2k7d92kdj28d93j29dk28dk29dk28dk29dk29dk9 (совершенно другой)

Видите? Простое изменение регистра, и результат совершенно иной. И не важно, сколько раз вы это сделаете, он всегда даст одно и то же.

А для чего, черт возьми, это нужно?

Обычные функции хеш используются для всяких скучных вещей, таких как базы данных. Но криптографические интересны: они используются в безопасности, аутентификации и, конечно, в криптовалютах.

Лучшее в хешировании проявляется, когда вам нужно обрабатывать огромные объемы информации. Представьте, что у вас есть гигантский файл - вместо того, чтобы проверять его целиком каждый раз, вы можете извлечь его "хэш-отпечаток" и сравнить этот отпечаток, чтобы убедиться, что никто его не трогал.

В криптовалютах почти все использует хеширование: майнинг, создание блоков, связывание транзакций... все. Майнеры постоянно пытаются найти хеш, который начинается с определенного количества нулей для валидации блоков. Это как искать иголку в гигантском сене.

Темная сторона: атака на функции хеширования

Теоретически, функции хеш можно "сломать" грубой силой, но для этого потребуются тысячи лет иRidiculous вычислительная мощность. Также существует возможность "коллизий" - когда два разных входа производят один и тот же выход.

Безопасная хеш-функция должна быть устойчива к трем типам атак:

Устойчивость к коллизиям: невозможно найти два входа, которые дают одинаковый результат.
Устойчивость к предобразу: невозможно узнать вход на основе выхода.
Сопротивление второй предобраз: невозможно найти другой вход, который производит тот же хеш, что и известный вход.

Алгоритмы SHA-0 и SHA-1 больше не являются безопасными, так как были найдены коллизии. Теперь мы используем SHA-2 и SHA-3, которые по-прежнему остаются надежными.

Майнинг: игра хеша

В майнинге Биткойна майнеры соревнуются в поиске хеша, который начинается с определенного количества нулей. Это похоже на игру в лотерею миллиард раз в секунду.

Сложность автоматически регулируется: если больше майнеров, требуется больше нулей в начале хеша, что делает задачу сложнее. Если их меньше, сложность уменьшается.

Поскольку майнинг требует электроэнергии и оборудования, у майнеров есть стимулы вести себя честно. Чем больше майнеров в сети, тем безопаснее она.

Функции хеш являются основными инструментами для цифровой безопасности. Без них криптовалюты не существовали бы так, как мы их знаем. Понимание их подобно пониманию ДНК блокчейна.