فهم التجزئة في عالم العملات المشفرة

###ما هو التجزئة؟

التجزئة هي عملية تحويل بيانات الإدخال بأي حجم إلى بيانات إخراج بطول ثابت باستخدام دالة رياضية. يتم تنفيذ هذه العملية بواسطة خوارزمية التجزئة التي تنفذ دالة التجزئة.

تلعب دوال التجزئة التشفيرية دورًا رئيسيًا في عمل الكريبتو. إنها توفر مستوى عاليًا من سلامة البيانات وأمانها في سلسلة الكتل وغيرها من الأنظمة الموزعة.

تتمثل السمة المهمة لوظائف التجزئة في أنها حتمية - حيث تعطي نفس المدخل دائمًا نفس النتيجة (قيمة التجزئة). وعادةً ما تكون وظائف التجزئة التشفيرية أحادية الاتجاه، مما يعني أنه من الصعب جدًا استعادة المدخلات من المخرجات.

###كيف تعمل دالة التجزئة؟

كل خوارزمية تجزئة تنتج مخرجات بحجم ثابت. على سبيل المثال، SHA-256 دائمًا ما ينشئ تجزئة بحجم 256 بت، بينما SHA-1 - بحجم 160 بت.

حتى التغيير الطفيف في بيانات الإدخال يؤدي إلى قيمة تجزئة مختلفة تمامًا. مع ذلك، يبقى حجم بيانات الإخراج ثابتًا بغض النظر عن حجم معلومات الإدخال.

توجد خوارزميات تجزئة مختلفة تنتمي إلى عائلة خوارزميات التجزئة الآمنة SHA (Secure Hash Algorithms). حاليًا، تعتبر فقط خوارزميات مجموعة SHA-2 وSHA-3 آمنة.

###أهمية التجزئة

التجزئة-الوظائف تُستخدم على نطاق واسع في تكنولوجيا المعلومات. في قواعد البيانات، تُستخدم للبحث والفهرسة، وعند العمل مع الملفات - لتحليل كميات كبيرة من البيانات. في مجال أمن المعلومات، تُعتبر التجزئة-الوظائف ضرورية للمصادقة وإنشاء التوقيعات الرقمية، وفي أنظمة العملات الرقمية - للتعدين وتوليد العناوين.

في blockchain ، يتم استخدام التجزئة لربط كتل المعاملات وضمان سلامتها. تعتمد تقريبًا جميع بروتوكولات العملات المشفرة على التجزئة عند تشكيل والتحقق من كتل المعاملات.

###دالة التجزئة التشفيرية

تتمتع الدوال التجزئة التشفيرية بخصائص أمان إضافية. إنها مقاومة للتصادمات، مما يعني صعوبة العثور على مدخلين مختلفين لهما نفس التجزئة. كما أنها تتمتع بمقاومة لاستخراج السلف، مما يجعل من شبه المستحيل استعادة البيانات الأصلية من التجزئة. بالإضافة إلى ذلك، تظهر مقاومة للصور الثانية - من الصعب العثور على مدخل آخر بنفس التجزئة المعروفة.

تعتبر هذه الخصائص مهمة بشكل حاسم لضمان أمان الأنظمة التشفيرية وblockchains.

###تعدين العملات المشفرة

في عملية تعدين بيتكوين تُستخدم دوال التجزئة في عدة مراحل. أولاً، يتم استخدامها للتحقق من الرصيد من خلال تجزئة المعاملات، ثم عند تشكيل الكتلة عن طريق دمج تجزئات المعاملات، وأخيراً، للبحث عن الحل من خلال تجزئة بيانات الكتلة بشكل متكرر.

يجب على المعدنين العثور على التجزئة للكتلة التي تلبي شروط الصعوبة المحددة. يتطلب ذلك كمية هائلة من الحسابات، مما يضمن أمان الشبكة.

تتعدل صعوبة التعدين تلقائيًا بحيث يظل متوسط وقت إنشاء الكتلة حوالي 10 دقائق. وهذا يساعد في الحفاظ على استقرار تشغيل الشبكة عند تغيير إجمالي القوة الحسابية للعمال.