Объяснение: Что такое хеширование в блокчейне?

Технология блокчейна кардинально изменила способ хранения и защиты данных, а одним из ключевых компонентов этой технологии является концепция хеширования. «Что такое хеширование в блокчейне?» можно спросить. Хеширование — это основа блокчейна, которая обеспечивает целостность данных и предотвращает мошеннические транзакции. Но что же такое хеширование и как оно способствует безопасному и надёжному характеру блокчейнов? В этой статье блога раскрывается тайна хеширования в блокчейне, а также рассматриваются его различные области применения и последствия.

Мы рассмотрим роль хеш-функций, различных алгоритмов хеширования и связь между хешированием и алгоритмом консенсуса Proof of Work. Мы также подробно рассмотрим криптографические хеш-функции, их свойства и практические приложения в блокчейне, такие как верификация транзакций, хранение и безопасность паролей. Наконец, мы сравним энергопотребление биткоина и Ethereum, проливая свет на влияние соответствующих механизмов консенсуса на окружающую среду.

Главное

• Хеширование в блокчейне — это криптографический процесс, используемый для создания цифровых отпечатков пальцев для безопасной верификации транзакций и хранения паролей.

• Хеш-функции — это важнейшие компоненты алгоритма консенсуса Proof of Work, которые обеспечивают безопасность и стабильность блокчейнов.

• Энергоемкое майнинг биткоина вызвал опасения по поводу его влияния на окружающую среду, в то время как переход Ethereum к консенсусу «Доказательство стейкинга» приводит к снижению энергопотребления и снижению углеродного следа.

Понимание хеширования в блокчейне

Хеширование в блокчейне подразумевает преобразование входных данных в выход с фиксированным размером с помощью конкретного алгоритма. Он обеспечивает целостность данных и предотвращает мошеннические транзакции. В основе этого процесса лежат хеш-функции, которые создают уникальные цифровые отпечатки пальцев для данных. Выходное значение, известное как хеш-значение, является уникальным для входных данных, даже если входные данные немного изменятся, хеш-значение будет значительно отличаться. Это свойство хеш-функций делает их незаменимым компонентом различных структур данных, включая технологию блокчейна, где каждый блок содержит хеш предыдущего блока.

Доступны различные алгоритмы хеширования, такие как SHA-256 для биткоина и Scrypt для Litecoin, каждый из которых может похвастаться уникальными свойствами и приложениями. Хорошая хеш-функция необходима для поддержания безопасности и целостности блокчейна, поскольку она гарантирует, что для различных входных данных генерируются уникальные хеши, обеспечивая подлинность транзакций и предотвращая несанкционированный доступ.

Роль хеш-функций

Криптографическая хеш-функция работает как криптографический инструмент, создающий уникальный цифровой отпечаток для данных. Разные алгоритмы дают разные размеры вывода, но хорошая хеш-функция должна быть детерминированной, то есть один и тот же вход всегда будет давать один и тот же выход. Это свойство гарантирует, что независимо от того, сколько раз хешируется вход, выход будет оставаться стабильным, что позволит легко проверить согласованность данных.

Функции хеширования также могут проверять целостность сообщения и аутентифицировать информацию. Например, хеш-функции, используемые в технологии блокчейна, включают в себя Digest сообщений о примитивной оценке целостности RACE (RIPEMD) и RIPEMD-128. Эти функции помогают защитить целостность данных в различных приложениях, включая технологию блокчейна, где каждый блок включает хеш предыдущего блока.

Различные алгоритмы хеширования

В разных блокчейнах используются различные алгоритмы хеширования, а биткоин использует алгоритм безопасного хеширования 256 (SHA-256) в качестве алгоритма хеширования. SHA-256 — это математический алгоритм, который генерирует 256-битное хеш-значение. Она широко используется в различных структурах данных, включая технологию блокчейна, для обеспечения безопасности и целостности данных.

В набор алгоритмов хеширования входит Scrypt — функция деривативной обработки ключей на основе пароля, используемая в различных криптовалютах, таких как Litecoin. Scrypt генерирует уникальный хеш для каждого входа, обеспечивая безопасность и целостность данных.

Ethash — это хешированный алгоритм с памятью, разработанный специально для внедрения в блокчейн Ethereum и противодействующий возможности использования майнеров ASIC. Различные алгоритмы хеширования имеют различные уровни сложности, что влияет на скорость, с которой майнеры могут найти действительный хеш, что в конечном итоге влияет на безопасность и стабильность сети блокчейна.

Связь между хешированием и подтверждением работы

Хеширование является основной частью алгоритма консенсуса Proof of Work, в котором майнеры решают сложные математические проблемы, используя хеширование для проверки транзакций и создания новых блоков. Майнинг предполагает использование вычислительной мощности для поиска действительного хеша для блока транзакций. Первый майнер, который найдёт действительный хеш, получает награду в криптовалюте, которая мотивирует майнеров участвовать в защите сети.

Сложность майнинга периодически корректируется для поддержания стабильной скорости производства блоков, что способствует безопасности и стабильности блокчейна. На корректировку сложности майнинга влияют различные факторы, такие как:

• Сетевая хеш-ставка

• Время блокировки

• Количество майнеров

• Проект алгоритма

Этот процесс гарантирует целостность и неизменимость блокчейна.

Майнинг и хеширование

Майнинг в блокчейне включает верификацию и валидацию транзакций в сети блокчейна. Майнеры используют вычислительную мощность для решения сложных математических проблем, что помогает защитить сеть и добавить новые блоки в реестр блокчейна. Этот процесс гарантирует целостность и неизменимость блокчейна, поскольку гарантирует, что в цепочку будут добавлены только действительные транзакции.

Для подтверждения целостности транзакции хеш-значение транзакции сравнивается с хеш-значением, хранящимся в блоке. Если эти два хеш-значения совпадают, это означает, что транзакция не была изменена и считается действительной. Благодаря использованию хеширования технология блокчейна гарантирует неизменимость и безопасность транзакций, поскольку любые изменения в данных транзакции приведут к разному значению хеширования, что сделает его легко обнаруживаемым.

Устранение трудностей в майнинге

Сложность майнинга — это регулируемый параметр, который периодически изменяется для обеспечения безопасности и стабильности блокчейна за счёт поддержания стабильной скорости производства блоков. На него влияют следующие факторы:

• Сетевая хеш-ставка

• Время блокировки

• Количество майнеров

• Проект алгоритма

Например, сложность майнинга биткоина корректируется каждые блоки 2016 года, что, по оценкам, происходит каждые две недели. Эта корректировка основана на количестве времени, затраченном на размещение предыдущих блоков 2016 года. Если блоки находятся в течение более короткого времени, чем ожидалось, сложность увеличивается, и, наоборот, если блоки расположены в течение более длительного периода времени, сложность уменьшается. Этот механизм гарантирует, что новый блок будет обнаруживаться примерно каждые 10 минут, сохраняя безопасность и стабильность сети блокчейна.

Защита данных с помощью криптографических функций хеширования

Криптографические хеш-функции защищают данные в блокчейне с помощью следующих свойств:

1. Детерминированные результаты: Один и тот же вход всегда будет иметь один и тот же хеш, что упрощает проверку согласованности данных.

2. Сопротивление перед получением изображения: Трудно определить исходные данные по хешу.

3. Устойчивость к столкновениям: Для разных входов обеспечены уникальные хеши.

Эти свойства обеспечивают целостность данных и препятствуют взлому структуры данных блокчейна.

Понимание этих свойств криптографических хеш-функций необходимо для понимания безопасности и надёжности технологии блокчейна. Эти функции обеспечивают надёжную основу для безопасного хранения и передачи данных в децентрализованных сетях, защиты конфиденциальной информации и поддержания целостности блокчейна.

Детерминированные результаты

Детерминированные результаты в хешировании связаны со способностью хеш-функции стабильно генерировать одно и то же значение хеша для определённого входа. Это гарантирует, что независимо от того, сколько раз хешируется вход, выход будет оставаться стабильным, что позволит легко проверить согласованность данных. В контексте технологии блокчейна это свойство гарантирует, что один и тот же вход всегда будет давать один и тот же результат, сохраняя единообразие и доверие к сети блокчейна.

Детерминированный выход позволяет прогнозировать и проверять исполнение кода, который является фундаментальным для децентрализованной природы блокчейн-систем. Он играет ключевую роль в валидации транзакций в блокчейне, поскольку гарантирует, что один и тот же вход всегда будет генерировать один и тот же выход, гарантируя, что все участники в блокчейне могут независимо проверять действительность транзакций и достигать консенсуса о состоянии блокчейна.

Сопротивление предварительной визуализации и сопротивлению столкновению

Сопротивление предварительной визуализации и устойчивость к столкновениям являются значительными свойствами криптографических хеш-функций, которые обеспечивают целостность данных и препятствуют взлому технологии блокчейна. Сопротивление перед получением изображения затрудняет вычисление первоначального входа (предв. изображение) с учетом хеш-значения. Это гарантирует, что хеш-функция является односторонней, что означает, что хеш-значение можно легко рассчитать на основе входных данных, но сложно изменить процесс и найти входные данные на основе хеш-значения.

Сопротивление столкновению, с другой стороны, гарантирует, что отдельные входные данные дают разные хеши, тем самым сохраняя целостность данных, хранящихся в блокчейне. Сопротивление столкновениям помогает поддерживать безопасность и надёжность сети блокчейна, сводя к минимуму шансы двух различных входов, создающих одно и то же значение хеширования.

В совокупности устойчивость к предварительной визуализации и столкновениям формирует основу для защиты данных с помощью криптографических хеш-функций в технологии блокчейна.

Практическое применение хеширования в блокчейне

Хеширование демонстрирует множество практических приложений в блокчейне, включая верификацию транзакций, хранение и безопасность паролей. Верификация транзакций основана на хешировании для подтверждения подлинности и целостности данных, а также обеспечения их достоверности и безопасности. Хеширование также используется для безопасного хранения паролей, защиты данных пользователей и предотвращения несанкционированного доступа к аккаунтам.

Понимание практического применения хеширования в блокчейне даёт представление о многочисленных способах хеширования для укрепления и защиты децентрализованных сетей. От верификации транзакций до защиты конфиденциальной информации — хеширование играет важную роль в поддержании целостности и надёжности блокчейнов.

Верификация транзакции

Верификация транзакций — это важный аспект технологии блокчейна, обеспечивающий безопасность и точность транзакций. При использовании хеширования данные транзакции хешируются с помощью хеш-функции, и полученная хеш-значение включается в блок вместе с другими данными транзакции. Для подтверждения целостности транзакции хеш-значение транзакции сравнивается с хеш-значением, хранящимся в блоке. Если эти два хеш-значения совпадают, это означает, что транзакция не была изменена и считается действительной.

Благодаря использованию хеширования технология блокчейна гарантирует неизменимость и безопасность транзакций, поскольку любые изменения в данных транзакции приведут к разному значению хеширования, что сделает его легко обнаруживаемым. Этот процесс верификации транзакций широко используется в различных блокчейнах, таких как биткоин и Ethereum , обеспечивая целостность и безопасность сети.

Хранение и безопасность паролей

Блокчейн использует хеширование для безопасного хранения паролей, защиты данных пользователей и запрета несанкционированного доступа к аккаунту. Когда пользователь создает аккаунт или устанавливает пароль, пароль хешируется с помощью криптографического алгоритма, а полученный хеш хранится в блокчейне вместо фактического пароля. Когда пользователь пытается войти в систему, введенный пароль хешируется с использованием того же алгоритма, и полученный хеш сравнивается с сохраненным хешем в блокчейне. Хеши сравниваются. Если они совпадают, пользователю предоставляется доступ.

Поскольку хеш является односторонней функцией, невозможно вычислить обратное проектирование оригинального пароля из хеша. Это крайне затрудняет злоумышленникам взломать пароли, угадывая или используя жесткие методы. В результате хеширование является эффективным методом обеспечения безопасности и целостности хранения паролей в технологии блокчейна.

Сравнение энергопотребления: Биткоин в сравнении с Ethereum

Биткоин и Ethereum демонстрируют различия в энергопотреблении, связанные с соответствующими алгоритмами консенсуса. Энергоемкий процесс майнинга биткоина вызывает проблемы с экологической устойчивостью. Майнинг биткоина, основанный на принципе Proof of Work, потребляет значительное количество энергии, которая, по оценкам, составляет около 137,68 ТВтч в год. Напротив, переход Ethereum на алгоритм консенсуса Proof of Stake направлен на снижение энергопотребления на 99%, что делает его более экологичным и экологически безопасным по сравнению с биткоином.

Различия в потреблении энергии между биткоином и Ethereum подчеркивают необходимость учитывать влияние технологии блокчейна на окружающую среду. Понимая влияние различных алгоритмов консенсуса на потребление энергии, мы можем лучше оценить преимущества более устойчивых и энергоэффективных решений, таких как Proof of Stake от Ethereum.

Энергоемкое майнинг биткоина

Процесс майнинга биткоина потребляет значительное количество энергии, поскольку он полагается на Подтверждение работы и предполагает решение сложных математических проблем. Этот энергоемкий характер майнинга биткоина вызвал опасения по поводу его влияния на окружающую среду, поскольку расчётное потребление энергии составляет примерно 110 тераватт-часов в год.

Для измерения энергопотребления биткоина используются различные индексы и оценки, такие как индекс потребления энергии биткоином, предоставленный такими платформами, как Digiconomist и Кембриджский центр альтернативного финансирования (CCAF). Эти измерения показывают экологические проблемы, связанные с энергопотреблением биткоина, и подчеркивают необходимость в более устойчивых и энергоэффективных решениях в технологии блокчейна.

Переход Ethereum к подтверждению стейкинга

Переход Ethereum на алгоритм консенсуса Proof of Stake означает значительный шаг к повышению устойчивости и экологической ответственности в технологии блокчейна. Используя ETH вместо энергии для защиты сети, система Proof of Stake Ethereum значительно снижает энергопотребление блокчейна, при этом расчетное снижение составляет более 99%.

Экологические преимущества перехода Ethereum на Proof of Stake:

• Снижение энергопотребления

• Снижение углеродного следа

• Минимизация влияния на окружающую среду

• Стимулирование устойчивого развития

Используя более энергоэффективные механизмы консенсуса, блокчейн-системы, такие как Ethereum, прокладывают путь к более экологичному и устойчивому будущему для децентрализованных сетей.

Итоги

В этой статье блога мы раскрыли мистерию хеширования в блокчейне, изучая его различные области применения и последствия. От роли хеш-функций и различных алгоритмов хеширования до связи между хешированием и Proof of Work — мы подробно изучили важнейшие компоненты технологии блокчейна, которые обеспечивают целостность данных и предотвращают несанкционированное вмешательство.

Как мы уже видели, хеширование — это фундаментальный аспект технологии блокчейна, который служит основой для безопасного хранения и передачи данных в децентрализованных сетях. Понимая важность хеширования и его практическое применение, мы можем лучше оценить надёжность и безопасность блокчейнов, что в конечном итоге способствует созданию более безопасного и надёжного цифрового ландшафта.

Часто задаваемые вопросы

Что такое хеширование в блокчейне с примером?

Хеширование в блокчейне — это криптографический процесс, который принимает входные данные (например, текст) и превращает их в выходные данные фиксированной длины и структуры, известные как «хеш-значение». Он всегда имеет одинаковую длину и односторонний, а значит его нельзя перевернуть.

Что вы имеете в виду под хешированием?

Хеширование — это процесс преобразования данных в код фиксированной длины с помощью хеш-функции. Это упрощает поиск и использование оригинальных данных и чаще всего используется для хеш-таблиц.

В чем разница между шифрованием и хешированием?

Шифрование — это двусторонний процесс, который скремблирует данные, чтобы их можно было распаковать позже, в то время как хеширование — это односторонний процесс, который сопоставляет данные со значением фиксированной длины и используется в основном для целей аутентификации.

Что такое хеш в блокчейне?

Хеш в блокчейне — это криптографическая функция, которая преобразует случайные данные в фиксированную длину и структурный вывод, известный как хеш-значение. Это позволяет легко идентифицировать транзакции на блокчейне, поскольку каждая транзакция имеет свой уникальный хеш.

Как Proof of Work связана с хешированием в блокчейне?

Proof of Work — это алгоритм консенсуса, который использует хеширование для подтверждения транзакций и создания новых блоков в блокчейне. Хеширование используется для решения сложных математических проблем и получения действительного хеша, который соответствует конкретным требованиям.

#Bybit #TheCryptoArk