ما هو الهاش؟
الهاش هو دالة رياضية تقوم بتحويل مدخلات ذات طول عشوائي إلى مخرجات مشفرة ذات طول ثابت. وبالتالي، بغض النظر عن كمية البيانات الأصلية أو حجم الملف المعني، فإن الهاش الفريد سيكون دائمًا بنفس الحجم. علاوة على ذلك، لا يمكن "الهندسة العكسية" للهاشات الآمنة لاسترجاع المدخلات من المخرجات المشفرة، على الأقل مع التكنولوجيا الحالية.
إذا استخدمت دالة معينة على نفس البيانات، سيكون الهاش مطابقًا، لذا يمكنك التحقق من أن البيانات هي نفسها (أي لم يتم تغييرها) إذا كنت تعرف الهاش الخاص بها مسبقًا. دالة مختلفة ستنتج هاش مختلف.
التجزئة ضرورية للعملات المشفرة وأمان سلسلة الكتل.
النقاط الرئيسية
- الهاش هو دالة تلبي المتطلبات المشفرة اللازمة لتأمين المعلومات.
- الهاشات هي واحدة من الأعمدة الفقرية لشبكة البلوكشين.
- يتم إنشاء تجزئة بناءً على المعلومات المرسلة عبر الدالة.
- في سلاسل الكتل للعملات الرقمية، تكون الهاشات أرقامًا سداسية عشرية حتمية.
كيف تعمل الهاشات
تأخذ دوال التجزئة النموذجية مدخلات بأطوال متغيرة لتعيد مخرجات بطول ثابت. تجمع دالة التجزئة التشفيرية بين قدرات تمرير الرسائل لدوال التجزئة وخصائص الأمان. دوال التجزئة هي خوارزميات تحدد كيفية تشفير المعلومات.
على سبيل المثال، يمر خوارزمية التجزئة الآمنة 256 (SHA-256) بعملية لتشفير المدخلات التي تتلقاها عن طريق:
- تحويله إلى النظام الثنائي
- إنشاء قيم الهاش
- تهيئة الثوابت
- تقسيم البيانات إلى أجزاء صغيرة
- إنشاء جدول زمني للرسائل
- تشغيل حلقة الضغط
- تعديل القيم النهائية
باستخدام SHA-256، ستنتج الكلمة "Hello" مخرجات بنفس عدد الأحرف (64) مثل "Hello world" و"Hello John." ومع ذلك، سيكون الهاش مختلفًا بشكل كبير لكل منها - تذكر أن الأحرف الكبيرة تغير الهاش أيضًا:
- مرحبًا: 185f8db32271fe25f561a6fc938b2e264306ec304eda518007d1764826381969
- مرحبا بالعالم: 64ec88ca00b268e5ba1a35678a1b5316d212f4f366b2477232534a8aeca37f3c
- مرحبًا جون: a8119595d77342cc73c93697a7f70920d3f4ded5d458e31907607e997ff76868
الدالة المستخدمة لتوليد الهاش هي حتمية، مما يعني أنها ستنتج نفس النتيجة في كل مرة يتم فيها استخدام نفس المدخلات. بينما يمكن لـ SHA 256 توليد مخرجات مشفرة في غضون ميلي ثانية مع استخدام قليل جدًا من القدرة الحاسوبية، إلا أنها تجعل من الصعب تحديد المدخلات.
هذا يجعل التشفير المثالي لتأمين العملات الرقمية، لأنه سيستغرق آلاف السنين لعكس التشفير لتحديد المدخلات الأصلية باستخدام التكنولوجيا الحديثة.
تُستخدم دوال التجزئة بشكل شائع في هياكل البيانات في أنظمة الحوسبة لأغراض مثل التحقق من سلامة الرسائل والمصادقة على المعلومات. تضيف دوال التجزئة التشفيرية ميزات أمان، مما يجعل من الصعب اكتشاف محتويات الرسالة أو المعلومات.
على وجه الخصوص، تتميز دوال الهاش التشفيرية بهذه الخصائص الثلاث:
- إنها خالية من التصادم: هذا يعني أنه لا ينبغي أن يكون هناك تجزئتان مختلفتان لنفس المدخلات تؤديان إلى نفس تجزئة المخرجات.
- يمكن أن تكون مخفية: من الصعب تخمين قيمة المدخلات لدالة التجزئة من مخرجاتها.
- يجب أن تكون صديقة للألغاز: يجب أن يكون من الصعب اختيار إدخال يوفر ناتجًا محددًا مسبقًا. لذلك، يجب اختيار الإدخال من توزيع يكون واسعًا قدر الإمكان.
التجزئة وتقنية البلوكشين
العمود الفقري للعملة الرقمية هو سلسلة الكتل (blockchain)، وهي دفتر أستاذ موزع عالميًا يتكون من ربط الكتل الفردية (الملفات) من بيانات المعاملات والمعلومات من خلال التشفير.
تحتوي سلاسل الكتل فقط على المعاملات التي تم التحقق منها. يتم إكمال التحقق من خلال مقارنة الهاشات، مما يمنع المعاملات الاحتيالية والإنفاق المزدوج.
تجزئة البيتكوين
تستخدم العملات الرقمية التشفير بطريقة مختلفة. على سبيل المثال، يقوم المعدّنون بحل مشكلة التشفير الخاصة بـ البيتكوين عن طريق استخدام البيانات في الكتلة كمدخلات وتوليد تشفير.
الهدف هو توليد تجزئة تكون مساوية أو أقل من تجزئة الهدف للشبكة. يقوم برنامج التعدين بتعديل الأرقام المتغيرة حتى يولد تجزئة تكون أقل من أو مساوية لـ تجزئة الهدف.
بمجرد حل المشكلة، يقوم كل عقدة بمقارنة رأس الكتلة عن طريق تجزئته مرتين ومقارنة نتيجته مع تجزئة الكتلة الجديدة.
ما هو الغرض الرئيسي من الهاش؟
لهاشات العديد من الأغراض. في البلوكشين، تعمل كوسيلة لمقارنة البيانات وتأمينها. لأغراض الشركات، يمكن استخدامها لضغط البيانات لأغراض التخزين.
ما هي أبسط دالة تجزئة؟
طريقة المربع الأوسط هي واحدة من أبسط الطرق. تقوم بتربيع رقم واستخدام الرقمين الأوسطين كقيمة تجزئة. على سبيل المثال، تربيع الرقم 61 يعطيك النتيجة 3721. ستكون قيمة التجزئة 72، وهما الرقمان الأوسطان.
ما هو الهاش في التشفير؟
التجزئة هي دالة رياضية تقوم بتحويل مدخل متغير إلى رقم سداسي عشري حتمي.
الخلاصة
في سلسلة الكتل للعملات الرقمية، يُعتبر الهاش رقمًا سداسيًا عشريًا حتميًا. وهذا يعني أنه بغض النظر عن عدد الأحرف في المدخلات، سيكون الهاش دائمًا بنفس عدد الأحرف. على سبيل المثال، الهاشات في بيتكوين تكون دائمًا مكونة من 64 رقمًا.
تُستخدم الهاشات لتأمين المعلومات—وفي حالة العملات الرقمية، تُستخدم لضمان عدم تغيير البيانات الموجودة في الكتل على سلسلة الكتل. يتم التحقق من المعلومات المشفرة بواسطة دالة الهاش من قبل المشاركين في الشبكة عندما يحاولون توليد هاش أقل من الهدف المحدد للشبكة. بمجرد الوصول إلى هاش الهدف، تُغلق الشبكة الكتلة—ويتم الوصول إلى الإجماع بعد إغلاق الكتلة لأن الشبكة تستمر في التحقق من المعاملات ومعلومات الكتلة بعد العثور على حل الهاش.