Что такое хэширование: функции и применение

Мы очень много слышим о хэше и хэшировании. Что это такое и почему эти термины стали такими популярными? Давайте разбираться.

Начнем с простого: хэш – это фраза, код. В переводе с английского означает “мешанина”, “путаница”. И это действительно так. Строчка кода – это сплошной набор букв и цифр, все вперемешку.

Хэширование – это составление кода (хэша). В переводе с английского означает “перепутывать”, “рубить”. Этот термин придумали специалисты, которые работали с большим количеством данных. Они выбирали “фразы” и много раз делили их на простое число – рубили на кусочки. То, что оставалось в остатке и не делилось – было хэшем.

С помощью хэширования кодируются все операции в криптографии. Строки информации дробятся и перемешиваются много раз.

Для шифрования используют хэш-функции. Они оформляют из массы данных строчки кода для работы алгоритмов. Хэширование используется для обеспечения безопасности данных и майнинга криптовалют.

Что такое хэш биткоина?

Работа блокчейна построена на хэшировании (шифровании) сведений по сделкам. Все транзакции, которые проводятся с монетой (данные для хэширования криптовалюты) записываются в систему в виде строчек шифра. 

Для биткоина разработана особая структура хэша – это алгоритм на основе SHA-256, который представило Агентство национальной безопасности Соединенных Штатов Америки в 2011 году. В майнинге криптовалюты он используется при извлечении блоков.

Когда “шахтер” отыскал блок, ему надо его закодировать (хэшировать) заголовок блока, чтобы он соответствовал длине кода (хэша). Он может быть сгенерирован алгоритмом (Secure Hash Algorithm) хэш-функции. Это означает, что заголовку блока необходимо быть равным (или несколько меньше) 256-битной последовательности.

Для справки: Слово шахтер в виртуальном пространстве не имеет ничего общего с добычей угля. Оно происходит от английского miner — так говорят о человеке, который занимается добычей цифровых активов.

Строка шифрования состоит из перемежающейся последовательности цифр и букв. И всегда начинается с нулей. Хэш меняется после каждых 2016 блоков. Чем больше нулей в начале кода, тем он сложнее.

При майнинге добытчики ищут определенные хэши (коды) блоков ВТС. Они меняют небольшую часть заголовка кода. Ее называют nonce. Она увеличивается с каждой последующей попыткой и начинается только с 0. Отыскать конкретный хэш при майнинге криптовалютной монеты крайне сложно, поэтому добыча блока биткоина – это невероятная удача.

Как работает хэширование криптовалют?

Все данные по монетам проходят хэширование. Эти ключи отличаются по двум составляющим: размеру и содержимому. Для майнинга монет добытчику необходимо среди разных кодов найти тот, что совпадает с хэшем нужной криптовалюты.

Сама формула хэша (хэш-алгоритм) состоит из большого количества цифровых и буквенных данных. Используется он в одностороннем порядке. К нему не подходят способы дешифровок. Таким образом создается безопасность программного обеспечения. 

Особенности хэш-функций

Хэш-функции используются для таких операций, как сборка абстрактных данных, разработка уникальных идентификаторов и отбор подобных хэш-кодов. Часто они используются для шифрования паролей и разнообразных сведений. То есть, когда необходимо что-то скрыть от свободного доступа, зашифровать. Не все хэш-функции подходят для майнинга цифровой монеты, а только специфические, изначально разработанные для криптовалют.

Особенность всех хэш-функций – их предопределенность, точность, конкретность, когда при неизменности начальных данных, вводимых для кодирования, хэш-алгоритм не меняется. Например, один блок биткоина всегда будет иметь один и тот же хэш-ключ, созданный алгоритмом в первый раз. 

Несмотря на то, что хэширование похоже на шифрование, отличие все-таки есть. Оно заключается в невозможности обратного действия – дешифровки. Это вторая особенность хэш-функций.

При хэшировании различных данных коды иногда совпадают. Это редкие случаи и называются они коллизией. Его суть заключается в том, что к одному из хэш-фраз добавляют какой-то элемент. Его называют соль. Это какое-то добавочное значение, чтобы не путать два похожих хэша. Согласно частоте появлений коллизий проводят оценку качества хэш-функций.

Итоги

Хэш – это код доступа. Особенные свойства алгоритмов хэша для криптовалют – причина его применения для майнинга цифровых монет. Алгоритмы хэширования отличаются между собой по вычислительной и криптостойкости. При его выборе обращают внимание на специфику задач. Поскольку майнинг криптовалютных монет – дело архисложное, то и к хэшированию предъявляются завышенные требования.