Что такое хэш?

Обновлено
24.09.2024
Комментариев
0 Сообщений

Хэш — это уникальный цифровой отпечаток данных. Это строка фиксированной длины, которая создается из любого исходного набора данных с помощью хэш-функции.

В этой статье мы разберем, для чего нужен хэш, каким образом он создается, где используется и как он связан с криптовалютой. 👇

Что такое хэширование

Хэширование — это процесс преобразования данных произвольного размера в фиксированное значение, которое называется хэшем. Этот процесс используется для быстрой индексации, поиска или проверки целостности данных.

Хэширование позволяет сводить большие объемы данных к компактному и удобному для обработки виду. Например, текст любого размера можно преобразовать в строку фиксированной длины, двоичный код или азбуку Морза, что упрощает хранение и сравнение данных.

В криптовалюте и блокчейне хэширование используется для создания уникальных идентификаторов транзакций, блоков и других данных. Таким образом, хэширование можно назвать своеобразным шифрованием данных, которые невозможно взломать или прочесть. Это ведет к вопросу: чем отличается хэширование от обычного шифрования?

CoinRanger

Шифрование vs хэширование

В процессе традиционного шифрования информация видоизменяется таким образом, что доступ к ней может получить лишь авторизованный клиент. Шифрование не приводит данные к единому стандарту, следовательно, чем больше информации, которую нужно засекретить, тем длиннее получается шифр. Также процесс шифрования можно откатить, перевести в исходное состояние, чего не скажешь о хэшировании.

Процесс хэширования необратим. То есть информацию, которая была преобразована в хэш, невозможно вернуть в первоначальную форму. В отличие от шифрования, где с увеличением объема информации увеличивается и объем шифра, хэш имеет единый стандарт (одинаковое количество символов).

Если рассматривать эти способы видоизменения информации со стороны безопасности, то становится очевидно, что хэширование выигрывает. Все дело в необратимости процесса хэш-функции. А вся безопасность шифра держится лишь на конфедициальности специального ключа, который необходим для разгадки.

Свойства хэша

С определением самого хэша мы разобрались. Теперь давайте разберем его основные свойства и особенности:

  1. Определенность. Главное свойство хэша — он однозначно соответствует своим исходным данным: одинаковые данные всегда дают одинаковый хэш. Однако даже малейшее изменение данных приводит к полному изменению хэша. Самый примитивный пример использования хэша – это штрих-код на любой продукции, например на шоколадке. Последняя цифра на таком штрих коде является сумма всех предыдущих цифр. В таком коде содержится информацию о наименовании товара и его стоимости;
  2. Необратимость. Привести захэшированную информацию к первоначальному виду невозможно. Это свойство делает хэширование полезным для хранения паролей и других конфиденциальных данных, так как даже при утечке хэшей злоумышленник не сможет получить доступ к исходной информации;
  3. Устойчивость к коллизиям. Коллизия — это ситуация, когда разные данные дают одинаковый хэш. Задача хэш-функции минимизировать вероятность таких коллизий. Это свойство особенно важно в контексте безопасности, так как оно предотвращает возможность подмены данных;
  4. Высокая скорость вычисления. хэш-функции достаточно быстрые, чтобы обрабатывать большие объемы данных без значительных задержек. Это важно для эффективной работы криптосистем и блокчейнов;

Лавинный эффект

Особое внимание стоит уделить свойству лавинного эффекта, ведь именно благодаря ему малейшее изменение исходных данных приводит к значительным изменениям в результате хеширования. Например, если изменить один символ в строке, результат хеширования должен кардинально измениться.

Что такое хэш

Как работает лавинный эффект

Лавинный эффект делает практически невозможным предсказать хэш, основываясь на знании исходных данных и их незначительных изменений.

Данная особенность обеспечивает безопасность информации, так как оно предотвращает возможность подбора данных, которые дают одинаковый или схожий хэш. В блокчейне лавинный эффект делает хэширование надежным инструментом для защиты данных и транзакций.

Как применяется хэш в криптовалюте и блокчейне

Хэширование выполняет важную функцию в работе децентрализованной сети. В блокчейне биткоина, например, каждый блок содержит хэш предыдущего блока, что создает цепочку блоков, связанную хэшами.

Это делает блокчейн устойчивым к изменениям: если кто-то попытается изменить данные в одном блоке, хэши всех последующих блоков также изменятся, что мгновенно станет очевидным.

Кроме того, хэши используются для создания криптографических ключей, цифровых подписей и других элементов, которые обеспечивают безопасность и подлинность транзакций в криптосистемах.

Хэширование и майнинг

Майнинг криптовалют напрямую связан с процессом хэширования. Чтобы добавить новый блок в блокчейн, майнеры должны найти такой хэш, который соответствует определенным условиям, например, начинается с определенного количества нулей.

Хэши в блоках

Хэши в блоках

Здесь важно, чтобы хэш-функция была достаточно сложной, чтобы сделать процесс нахождения подходящего хэша трудоемким, но при этом эффективной с точки зрения скорости вычисления. Поскольку этот процесс требует значительных вычислительных мощностей, в случае успеха майнеры получают вознаграждение в виде монет блокчейна.

Какие хэш-функции используются в каких блокчейнах

Как мы говорили ранее, хэш-функции разнятся между собой по способам преобразования входных данных в выходные. Разные блокчейны используют разные хэш-функции:

  • SHA-256 — основная хэш-функция биткоина. Она создает хэш длиной 256 бит и используется для обеспечения безопасности и создания новых блоков;
  • Keccak-256 (SHA-3) — применяется в блокчейне Ethereum. Этот алгоритм был разработан как улучшенная версия SHA-2;
  • Scrypt — используется в Litecoin. Этот алгоритм отличается меньшей зависимостью от вычислительной мощности, что позволяет майнить с помощью более простого оборудования;
  • Equihash — используется в Zcash и некоторых других блокчейнах. Он отличается высокой скоростью и хорошей устойчивостью к коллизиям, что делает его популярным среди разработчиков новых криптовалют.

Хэш-таблицы

Хэш-таблицы — это структура данных, предназначенная для эффективного хранения и поиска информации. Они используют хэш-функцию для вычисления индекса, по которому данные будут сохраняться в массиве.

Когда вы добавляете данные в хэш-таблицу, например, имена в список, хэш-функция преобразует каждое имя в уникальный хэш-код. Этот хэш-код затем используется как индекс для хранения имени в массиве.

Хэш-таблицы

Хэш-таблицы

При поиске данных хэш-таблица позволяет быстро найти информацию, так как вы можете вычислить хэш-код нужного имени и сразу перейти к соответствующему индексу в массиве. Это делает операции поиска значительно быстрее по сравнению с традиционными методами, такими как линейный поиск, где требуется проверить каждый элемент поочередно.

Заключение

Хэш — это цифровой отпечаток данных, созданный с помощью специального алгоритма, который преобразует информацию любого размера в строку фиксированной длины. хэширование широко используется в блокчейне и криптовалютах для защиты данных и проверки их целостности. Важное свойство хэша — лавинный эффект, при котором даже небольшие изменения исходных данных полностью меняют результат. Разные блокчейны используют разные хэш-функции, например, SHA-256 в биткоине, Scrypt в Litecoin, SHA-3 в Ethereum и тд, для обеспечения безопасности и стабильности системы.

Приходилось ли вам сталкиваться с технологией блокчейн на личном опыте?
Да, у меня уже был опыт использования технологии блокчейн, и я оценил его преимущества
28.26%
Нет, я пока знаком с ней лишь в теории, но много читал и хотел бы увидеть ее в действии
47.83%
Нет, пока не сталкивался и сомневаюсь в ее эффективности
19.57%
Другое. Напишите ваш ответ в комментариях
4.35%
Проголосовало: 46

Эксперт в области программного взаимодействия с криптобиржами. Системный аналитик, разработчик и автор научных исследований. Имеет обширный опыт в IT и научно-исследовательской сфере. Автор более 50 научных статей.
Редактор. В криптовалютах с 2017 года. Организовал более 100 офлайн-мероприятий для крипто- и блокчейн-энтузиастов. Руководил разработкой блокчейн-платформы по токенизации активов, торговых роботов для криптовалютного рынка.
star 4.8 (26 оценок)
Оценить статью

Комментариев (0)

Оставьте ответ
Другие пользователи увидят Ваше имя, а email мы сохраним в конфиденциальности
Обязательное поле arrow
Обязательное поле arrow
Обязательное поле arrow
Нажимая на кнопку «Отправить», я даю согласие на обработку персональных данных и принимаю политику конфиденциальности.
arrow
Ваше сообщение успешно отправлено!
Наш специалист в ближайшее время свяжется с Вами и проконсультирует по интересующему вопросу