Чи коли-небудь замислювалися, чому блокчейн настільки безпечний? Більшість відповідей криється у фундаментальній концепції, яка називається хеш. То що ж таке хеш насправді?

Спрощена версія: хеш — це процес перетворення будь-якого вхідного даних у вихід з фіксованим розміром за допомогою певної математичної формули. Уявіть, що у вас є дуже довгий документ або великий файл. За допомогою функції хешування все це можна зжати до рядка цифр і літер однакової довжини. Круто, правда?

Отже, що робить хеш потужним у світі криптовалют — це його детермінованість. Тобто, якщо вхідні дані не змінюються, алгоритм хешування завжди дає той самий результат. Якщо ви захешуєте слово 'Binance' за допомогою SHA-256 (алгоритму, який використовується у Bitcoin), результат завжди буде f1624fcc63b615ac0e95daf9ab78434ec2e8ffe402144dc631b055f711225191. Назавжди. Він не зміниться.

Але спробуйте змінити хоча б одну літеру на маленьку 'binance' (перша літера мала), і результат одразу зміниться кардинально — 59bba357145ca539dcd1ac957abc1ec5833319ddcae7f5e8b5da0c36624784b2. Невелика зміна у вхідних даних — велика зміна у вихідних. Це і робить хеш корисним для перевірки цілісності даних.

SHA-256 завжди дає вихід довжиною 256 біт (64 символи), тоді як SHA-1 — 160 біт. Незалежно від розміру вхідних даних, результат завжди стабільний. Це дуже важливо, оскільки дозволяє системам перевіряти великі обсяги даних без необхідності зберігати або пам’ятати все.

Чому ж хеш так критично важливий для криптовалют? Тому що функція хешування у Bitcoin — це не просто звичайний хеш, а криптографічний хеш. Це одностороння функція, яку важко розв’язати навпаки. Легко згенерувати вихід із вхідних даних, але дуже важко зробити навпаки. Щоб «розгадати» криптографічний хеш, зловмиснику доведеться робити мільйони спроб, що займає багато часу і є непрактичним.

Криптографічні функції хешування мають три важливі властивості безпеки. Перша — стійкість до колізій: дуже важко знайти два різні вхідні значення, що дають один і той самий хеш. Друга — стійкість до переднього зображення: майже неможливо знайти вхідні дані, маючи лише вихід. Третя — стійкість до другого зображення: важко знайти інший вхід, що дає той самий хеш, що й відомий.

З усіх алгоритмів SHA лише SHA-2 і SHA-3 вважаються безпечними на сьогодні. SHA-0 і SHA-1 вже застаріли, оскільки колізії для них були знайдені.

У контексті Bitcoin хеші використовуються повсюдно. Майнери виконують багаторазове хешування, щоб знайти рішення для блоку. Вони мають спробувати різні вхідні дані, поки не отримають хеш, що починається з певної кількості нулів. Ця кількість нулів визначає складність майнінгу. Чим вищий хешрейт мережі, тим автоматично Bitcoin підвищує складність, щоб час створення блоку залишався приблизно 10 хвилин. Якщо кількість майнерів зменшується, складність знижується.

Що цікаво, майнери не повинні знаходити колізії. Є багато валідних хешів, які вони можуть отримати, якщо вони відповідають порогу. Тобто для кожного блоку існує кілька рішень, і майнеру потрібно знайти хоча б одне, що відповідає критеріям.

Оскільки майнінг Bitcoin дуже дорогий, у майнерів немає стимулу обманювати систему. Це призведе до великих фінансових втрат. Навпаки, чим більше майнерів приєднується, тим більший і сильніший стає блокчейн.

Отже, коротко кажучи, хеш — це основа безпеки блокчейну. Без надійної криптографічної функції хешування Bitcoin і інші криптосистеми не змогли б досягти рівня цілісності та безпеки, який мають зараз. Для всіх, хто серйозно вивчає блокчейн, розуміння роботи хешу — це обов’язкове знання.