Kripto para dünyasında hashing gücü

Hashing, herhangi bir boyuttaki verileri sabit uzunlukta sonuçlara dönüştüren kripto para alanında temel bir süreçtir. Bu süreç, algoritmalar olarak uygulanan hash fonksiyonları olarak bilinen matematiksel formüller aracılığıyla gerçekleştirilir.

Her ne kadar tüm hash fonksiyonları kriptografi içermese de, kriptografik hash fonksiyonları kripto para ekosisteminde hayati öneme sahiptir. Bu sayede, blockhainler ve diğer merkeziyetsiz sistemler, veri bütünlüğü ve güvenliği açısından önemli seviyelere ulaşmaktadır.

Hash fonksiyonları, hem konvansiyonel hem de kriptografik olanlar, deterministiktir. Bu, girdi verileri değişmediği sürece, hash algoritmasının her zaman aynı sonucu, diğer bir deyişle digest veya hash'i üreteceği anlamına gelir.

Kripto para birimlerinde kullanılan hash algoritmaları genellikle tek yönlü fonksiyonlar olarak tasarlanır, bu da geri döndürülmelerinin önemli ölçüde zaman ve hesaplama kaynakları gerektirdiği anlamına gelir. Diğer bir deyişle, bir girişi kullanarak bir çıktı üretmek oldukça basitken, tersini yapmak son derece zordur. Genel olarak, girişi bulmak ne kadar karmaşıksa, hash algoritması o kadar güvenli kabul edilir.

Hash fonksiyonunun çalışması

Farklı hash işlevleri farklı uzunluklarda sonuçlar üretir, ancak her hash algoritmasının olası çıkış boyutları her zaman sabittir. Örneğin, SHA-256 algoritması yalnızca 256 bitlik sonuçlar üretebilirken, SHA-1 her zaman 160 bitlik bir özet üretecektir.

Bunu göstermek için, "Gate" ve "Gate" kelimelerini Bitcoin'de kullanılan SHA-256 hash algoritması ( ile geçirelim.

SHA-256

Giriş

Çıkış )256 bit(

Gate

7f98b5c76e1f90c0e51e5947eae545f3b6f4b4736c774c504d7e6741f5070861

Gate

e77b9a9ae9e30b0dbdb6f510a264ef9de781501d7b6b92ae89eb059c5ab743a0

Gözlemleyin ki, küçük bir değişiklik )büyük harf kullanımı( tamamen farklı bir hash değeri ile sonuçlandı. Ancak, SHA-256 kullandığımız için, çıktılar her zaman 256 bitlik sabit bir boyuta )veya 64 karakter( sahip olacaktır, girişin boyutundan bağımsız olarak. Ayrıca, iki kelimeyi algoritmadan kaç kez geçirirsek geçirelim, iki çıktı sabit kalacaktır.

SHA-1 hash algoritmasından aynı girdileri geçirirsek, aşağıdaki sonuçları elde ederiz:

SHA-1

Giriş

Çıkış )160 bits(

Kapı

96a296d224f285c67bee93c30f8a309157f0daa7

Kapı

5f42c325eef7e85610308428b407748b77d8c98e

SHA'nın Secure Hash Algorithms'ı (Güvenli Hash Algoritmaları) ifade ettiğini belirtmek ilginçtir )Güvenli Hash Algoritmaları(. Bu, SHA-0 ve SHA-1 algoritmalarının yanı sıra SHA-2 ve SHA-3 ailelerini içeren bir dizi kriptografik hash fonksiyonudur. SHA-256, SHA-512 ve diğer varyantlarla birlikte SHA-2 ailesinin bir parçasıdır. Şu anda yalnızca SHA-2 ve SHA-3 aileleri güvenli kabul edilmektedir.

Bu teknolojinin önemi

Konvansiyonel hash fonksiyonlarının geniş bir uygulama yelpazesi vardır, veri tabanlarında arama, büyük dosyaların analizi ve bilgi yönetimi gibi. Öte yandan, kriptografik hash fonksiyonları, mesajların kimlik doğrulaması ve parmak izlerinin oluşturulması gibi bilgi güvenliği uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Bitcoin bağlamında, kriptografik hash fonksiyonları, madencilik sürecinin ayrılmaz bir parçasıdır ve ayrıca yeni adreslerin ve anahtarların oluşturulmasında kritik bir rol oynamaktadır.

Hashing'in gerçek potansiyeli, büyük bilgi hacimleriyle çalışırken ortaya çıkar. Örneğin, büyük bir dosyayı veya bir veri kümesini bir hash fonksiyonundan geçirebilir ve ardından sonuçlarını verilerin doğruluğunu ve bütünlüğünü hızlı bir şekilde doğrulamak için kullanabilirsiniz. Bu, hash fonksiyonlarının deterministik doğası sayesinde mümkündür: girdiler her zaman sıkıştırılmış ve basitleştirilmiş bir çıkış üretir )hash(. Bu yöntem, büyük miktarda veriyi depolama ve "hatırlama" gereksinimini ortadan kaldırır.

Hashing, blockchain teknolojisi bağlamında özellikle kullanışlıdır. Bitcoin'in blok zinciri, hashing ile ilgili çok sayıda işlemi içerir, bunların çoğu madencilik süreci sırasında gerçekleştirilir. Aslında, neredeyse tüm kripto para protokolleri, işlemleri bloklar halinde bağlamak ve gruplamak ve her blok arasında kriptografik bağlantılar oluşturmak için hashing'e bağımlıdır; böylece bir blok zinciri oluşturur.

Kriptografik hash fonksiyonları

Kriptografik teknikler kullanan bir hash fonksiyonu, kriptografik hash fonksiyonu olarak tanımlanabilir. Genel olarak, bir kriptografik hash fonksiyonunu çözmek, sayısız brute force denemesi gerektirir. Bir kriptografik hash fonksiyonunu "geri döndürmek" için, uygun bir çıktı elde edene kadar deneme yanılma yoluyla girişler seçmek gerekir. Ancak, farklı girişlerin aynı sonucu üretme olasılığı da vardır; bu durumda bir "çarpışma" meydana gelir.

Teknik olarak, bir kriptografik hash fonksiyonu güvenli kabul edilmek için üç özelliği yerine getirmelidir. Bunları şu şekilde tanımlayabiliriz: çarpışma direnci, ön görüntü direnci ve ikinci ön görüntü direnci.

Her özelliği tanımlamadan önce, mantığını üç kısa cümlede özetleyelim:

• Çarpışma direnci: aynı hash'i üreten iki farklı girdi bulmanın imkansızlığı.

• Ön görüntüye karşı direnç: verilen bir çıktıyı bulmak için hash fonksiyonunu ) "geri döndürme" yeteneğinin olmaması (.

• İkinci ön görüntüye karşı direnç: İlk ile aynı hash'e sahip ikinci bir girdi bulmanın imkansızlığı.

) Çarpışma direnci

Yukarıda belirtildiği gibi, bir çakışma, farklı girdilerin aynı hash'i üretmesi durumunda meydana gelir. Hash fonksiyonu, biri bu çakışmayı keşfedene kadar çakışmalara karşı dayanıklı olarak kabul edilir. Herhangi bir hash fonksiyonu için sonsuz sayıda girdi ve sonlu sayıda çıktı nedeniyle her zaman çakışmalar olacağını belirtmek önemlidir.

Bu nedenle, bir hash fonksiyonu çarpışmalara karşı dayanıklıdır, çünkü bir çarpışmayı tespit etme olasılığı o kadar düşüktür ki milyonlarca yıl hesaplama gerektirir. Bu nedenle, çarpışmalardan tamamen arınmış hash fonksiyonları olmasa da, bazıları o kadar sağlamdır ki kararlı olarak kabul edilebilir ###örneğin, SHA-256(.

Farklı SHA algoritmaları arasında, SHA-0 ve SHA-1 aileleri artık güvenli kabul edilmemektedir çünkü çakışmalar tespit edilmiştir. Şu anda yalnızca SHA-2 ve SHA-3 aileleri çakışmalara karşı dayanıklı olarak kabul edilmektedir.

) Ön görüntü direnci

Bu özellik, tek yönlü fonksiyonlar kavramıyla yakından ilişkilidir. Bir hash fonksiyonu, üretilen çıktıyı kullanarak birinin girişi bulma olasılığı çok düşük olduğu sürece, ön görüntüye dayanıklı olarak kabul edilir.

Bu özelliğin önceki olandan farklı olduğunu gözlemleyin çünkü saldırgan belirli bir çıktıya dayanarak girişi tahmin etmek zorundadır. Çarpışma ise, birinin belirli bir girişi kullanmadan aynı çıktıyı üreten iki farklı girişi bulması durumunda meydana gelir.

Ön görüntü direnci özelliği, ek bilgi ifşa etmeden bir mesajın doğruluğunu kanıtlayabilen basit bir hash'in güvenlik açısından değerli olmasını sağlar. Pratikte, birçok hizmet sağlayıcısı ve web uygulaması, şifreleri düz metin formatında kullanmak yerine, şifrelerden üretilen hash'leri depolar ve kullanır.

İkinci ön görüntüye dayanıklılık

Bu tür bir direnç, önceki iki özellik arasında bulunur. İkinci ön görüntü saldırısı, daha önce bilinen başka bir girdi kullanılarak üretilmiş olan bir çıktıyı oluşturabilen belirli bir girdi bulmayı içerir.

Başka bir deyişle, ikinci ön görüntü saldırısı çakışmaların tespitini içerir, ancak aynı hash'i üreten iki rastgele giriş bulmak yerine, saldırının amacı başka bir giriş tarafından zaten üretilmiş bir hash'i yeniden üretebilecek bir giriş bulmaktır.

Bu nedenle, çarpışmalara dayanıklı herhangi bir hash fonksiyonu, ikinci ön resim saldırısına da dayanıklıdır çünkü bu sonuncusu her zaman bir çarpışma gerektirir. Ancak, çarpışmalara dayanıklı bir fonksiyona bir ön resim saldırısı gerçekleştirmek hala mümkündür çünkü bu, belirli bir çıkış için bir girdi aramayı içerir.

Madencilik

Bitcoin madenciliğinde, hash fonksiyonları aracılığıyla gerçekleştirilen birçok adım bulunmaktadır. Bunlar arasında bakiyelerin doğrulanması, işlemlerin giriş ve çıkışlarının bağlanması ve tüm işlemlerin bir blokta birleştirilerek bir Merkle ağacı oluşturulması yer alır. Ancak Bitcoin blockchain'inin güvenli olmasının başlıca nedenlerinden biri, madencilerin bir sonraki blok için doğru çözümü bulana kadar mümkün olduğunca çok hash işlemi gerçekleştirmeleri gerektiğidir.

Bir madencinin aday bloğu için bir hash oluştururken çeşitli girdiler kullanması gerekir. Bloğun yalnızca, doğru bir şekilde oluşturulan hash çıktısı belirli bir sayıdaki sıfırla başlıyorsa doğrulanabilir. Sıfır sayısı, madencilik zorluğunu belirler ve ağın hashrate'ine göre değişir.

Bu bağlamda, hash oranı Bitcoin madenciliğine yatırılan hesaplama gücünün bir ölçüsüdür. Eğer hash oranı artmaya başlarsa, Bitcoin protokolü madencilik zorluğunu otomatik olarak ayarlayacak, böylece bir blok madenciliği için gereken ortalama sürenin yaklaşık 10 dakika olmasını sağlayacaktır. Eğer birkaç madenci madenciliği bırakmaya karar verirse ve bu da hash oranında önemli bir düşüşe yol açarsa, madencilik zorluğu, blok oluşturma süresinin yeniden 10 dakikaya dönmesi için geçici olarak hesaplamayı kolaylaştıracak şekilde ayarlanacaktır ###.

Madencilerin çakışma aramalarına gerek duymadığını vurgulamak önemlidir çünkü geçerli bir çıkış olarak ( ile başlayarak bir dizi hash üretebilirler. Bu nedenle, belirli bir blok için birden fazla olası çözüm vardır ve madencilerin yalnızca bunlardan birini bulmaları gerekir, bu da madenciliğin zorluğu tarafından belirlenen bir eşik ile belirlenir.

Bitcoin madenciliği maliyetli bir iş olduğundan, madencilerin sistemi kandırmak için teşvikleri yoktur, çünkü bu önemli finansal kayıplara yol açar. Sonuç olarak, ne kadar çok madenci blockchain'e katılırsa, o kadar büyük ve sağlam hale gelecektir.

Sonuç

Hash fonksiyonlarının, özellikle büyük veri hacimleriyle çalışırken, bilişimdeki temel araçlardan biri olduğu tartışmasızdır. Kriptografi ile birleştirildiğinde, hash algoritmaları son derece faydalı hale gelir, çünkü çeşitli şekillerde güvenlik ve kimlik doğrulama sağlar. Bu nedenle, kriptografik hash fonksiyonları neredeyse tüm kripto para ağları için hayati öneme sahiptir ve bu fonksiyonların özelliklerini ve çalışma mekanizmalarını anlamak, blockchain teknolojisine ilgi duyan herkes için kesinlikle değerlidir.