هش چیست؟ آشنایی با مفهوم هش ریت، تابع هش و هشینگ در بلاکچین

 هش (Hash) در بلاکچین چیست؟

هش چیست؟ Hash یک تابع رمزنگاری است که برای تولید مقدار کلیدی (استخراج شده از داده‌ها) به کار می‌رود. هش به صورت یک الگوریتم بر روی داده‌های ورودی (اطلاعات بلاک‌ها) عمل می‌کند و مقدار نتیجه را به صورت یک رشته از اعداد و حروف با طول ثابت برمی‌گرداند. این مقدار کلیدی برای هر بلاک، براساس داده‌های موجود در آن بلاک تولید می‌شود. به عبارت دیگر، Hash، یک نوع امضای دیجیتالی است که برای اطمینان از صحت و اعتبار داده‌های بلاک استفاده می‌شود. همچنین، Hash می‌تواند به عنوان یک شناسه یکتا برای بلاک استفاده شود.

در بلاکچین، Hash باعث می‌شود که هر تغییر در داده‌های بلاک، تغییراتی در مقدار Hash آن بلاک ایجاد کند. به عبارت دیگر، هرگاه یک نفر تلاش کند برای تغییر یک بلاک، مقدار Hash آن بلاک تغییر می‌کند و به همین دلیل، سیستم بلاکچین از تغییرات این بلاک مطلع می‌شود.

هش به طور گسترده در سیستم بلاکچین به کار می‌رود، به عنوان مثال در بیت کوین. در این سیستم، هر بلاک دارای Hash قبلی بلاک قبلی خود و Hash داده‌های خود است. به عنوان مثال، هش بلاک دوم، همان هش داده‌های بلاک دوم است و هش قبلی آن، همان هش بلاک اول است. به این ترتیب، تمام بلاک‌های بعدی، هش‌های بلاک قبلی و داده‌های خود را دارند، به صورت یک زنجیره بلوکی که نزدیک به بی‌نهایت است. در نهایت، هش در بلاکچین به عنوان یکی از اصلی‌ترین ابزارهای تضمین امنیت و اعتبار در سیستم بلاکچین به کار می‌رود. با توجه به این که تغییر در هش یک بلاک، تغییر در تمام زنجیره بلوکی را به همراه دارد، بسیار سخت است که افراد بتوانند به راحتی داده‌های بلاکچین را تغییر دهند. به همین دلیل، بلاکچین به عنوان یک سیستم امنیتی بسیار قوی شناخته می‌شود.

نحوه محاسبه هش (Hash) در بلاکچین

بلاکچین از الگوریتم Hash برای ایجاد امنیت در انتقال داده ها استفاده می کند. هر بلاک در بلاکچین شامل داده های مختلفی است که توسط کاربران ارسال می شوند. برای اینکه بلاک در بلاکچین تأیید شود، باید هش آن محاسبه شود و در بلاک قرار گیرد. برای محاسبه هش بلاک در بلاکچین، از الگوریتم SHA-256 استفاده می شود که برای تأیید امنیت از آن استفاده می شود.

برای محاسبه Hash بلاک در بلاکچین، ابتدا باید داده های بلاک را به صورت یک دنباله بایتی در آورده و سپس آن را به عنوان ورودی به الگوریتم SHA-256 داد. الگوریتم SHA-256 سپس داده های ورودی را به صورت یک مقدار 256 بیتی تبدیل می کند که به عنوان Hash بلاک در بلاکچین استفاده می شود.

اما برای اینکه بلاک در بلاکچین تأیید شود، هش آن باید با هش بلاک قبلی همخوانی داشته باشد. بدین منظور، هش بلاک قبلی نیز در بلاک جدید قرار داده می شود و سپس Hash جدید محاسبه می شود. این فرآیند در تمامی بلاک های بلاکچین ادامه می یابد تا یک زنجیره از بلاک های متوالی به وجود آید که هر بلاک در آن با هش بلاک قبلی همخوانی دارد.

در نتیجه، Hash در بلاکچین به عنوان یکی از مهمترین مفاهیمی است که برای ایجاد امنیت در انتقال داده ها و اطلاعات مورد استفاده قرار می گیرد. با استفاده از الگوریتم هش و محاسبه Hash در بلاکچین، اطلاعات به صورت بدون تکرار و یکتا شناسایی می شوند که از جمله اصول اساسی بلاکچین است.

مفهوم هش (Hash)، هشینگ (Hashing)، هش ریت (Hash Rate) و تابع هش (Hash Function)

هش چیست؟

هش (Hash) در علم رمزنگاری به معنای تبدیل یک متن (پیام) به یک رشته‌ی پیوسته و ثابت با طول ثابت است. هش در واقع یک تابعی است که یک متن را به یک رشته Hash شده تبدیل می‌کند. در این روش، هدف اصلی این است که به داده‌ای که Hash شده است، نتوان به سادگی بازگشت داد. به عبارت دیگر، هش کردن داده‌ها در واقع روشی برای رمزنگاری آن‌هاست.

هشینگ (Hashing) چیست؟

هشینگ (Hashing) به معنای استفاده از تابع Hash برای تبدیل یک داده به یک مقدار هش شده است. برای مثال، در این روش، یک متن به یک مقدار هش شده تبدیل می‌شود. این روش در بسیاری از حوزه‌های کامپیوتری مانند رمزنگاری، بررسی صحت داده‌ها، جستجو در پایگاه داده‌ها و … استفاده می‌شود.

هش ریت (Hash Rate) چیست؟

هش ریت (Hash Rate) به معنای سرعت پردازش الگوریتم هش در شبکه بلاکچین است. هش ریت معیاری برای اندازه گیری قدرت پردازش شبکه بلاکچین است. هش ریت نشان دهنده تعداد هش هایی است که در یک ثانیه توسط شبکه بلاکچین ایجاد می شود.

هش (Hash) یک عملگر رمزنگاری است که برای تولید امضای دیجیتالی از آن استفاده می شود. در شبکه بلاکچین، Hash برای تأیید صحت معاملات و بلاک ها استفاده می شود. هش ریت نشان دهنده قدرت پردازش الگوریتم هش در شبکه بلاکچین است. هش ریت نشان دهنده تعداد هش هایی است که در یک ثانیه توسط شبکه بلاکچین ایجاد می شود.

هش ریت در شبکه بیت کوین (Bitcoin) بسیار بالاست. در واقع، هش ریت بیت کوین در حال حاضر در حدود 140 اکساهش در ثانیه (EH/s) است. این به معنای این است که شبکه بیت کوین در هر ثانیه بیش از 140 کوین جدید را تأیید می کند. اصطلاح هش ریت در دنیای بلاکچین بسیار مهم است. برای مثال، هش ریت بالا به معنای این است که شبکه بلاکچین بسیار قوی است و احتمال برخورد با حملات 51 درصدی کمتر است. همچنین، هش ریت بالا به معنای این است که پرداخت های بلاکچین سریع تر از قبل انجام می شوند.

اگرچه هش ریت در شبکه بلاکچین بسیار مهم است، اما باید توجه داشت که هش ریت تنها یک عامل از عواملی است که تعیین کننده سرعت تأیید معاملات و بلاک ها در شبکه بلاکچین است. سایر عوامل مانند ظرفیت تراکنش ها، زمان بلاک ها و تعداد نودها هم می توانند بر سرعت پردازش شبکه بلاکچین تأثیرگذار باشند. در کل، هش ریت به عنوان معیاری برای اندازه گیری قدرت پردازش شبکه بلاکچین استفاده می شود. هش ریت بالا به معنای یک شبکه بلاکچین قوی و پایدار است. با این حال، هش ریت تنها یک عامل از عواملی است که تعیین کننده سرعت پردازش شبکه بلاکچین است و سایر عوامل نیز باید مورد بررسی قرار بگیرند.

تابع هش (Hash Function) چیست؟

تابع هش (Hash Function)، تابعی است که یک متن را به یک مقدار Hash شده تبدیل می‌کند. در واقع، تابع Hash یکی از مهم‌ترین اجزای هشینگ است. این تابع باید به گونه‌ای طراحی شود که برای داده‌های مختلف، مقادیر هشی که تولید می‌کند، تفاوت زیادی داشته باشد. برای مثال، یک تابع هش باید به گونه‌ای طراحی شود که داده‌های مختلف به مقدار هشی مختلف تبدیل شوند.

تابع Hash برای تبدیل یک متن به یک مقدار هش شده، از الگوریتم‌های مختلفی استفاده می‌کند. این الگوریتم‌ها شامل MD5، SHA-1، SHA-2، SHA-3 و … هستند. این توابع برای محاسبه مقادیر هش از الگوریتم‌های پیچیده‌ای استفاده می‌کنند که به گونه‌ای طراحی شده‌اند که به هیچ وجه نتوان به سادگی آن‌ها را برگرداند.

استفاده از تابع Hash برای رمزنگاری بسیار مهم است. به عنوان مثال، در بانکداری، هشینگ برای محافظت از رمز عبور مشتریان استفاده می‌شود. در این روش، رمز عبور مشتریان به صورت هش شده در سیستم ذخیره می‌شود و در صورت نیاز به بررسی صحت رمز عبور، داده وارد شده با مقدار هش شده در سیستم مقایسه می‌شود. به این ترتیب، در صورت نفوذ به سیستم، دسترسی به رمز عبور مشتریان به سادگی امکان‌پذیر نخواهد بود. هشینگ یکی از مهم‌ترین روش‌های رمزنگاری و محافظت از داده‌ها است. استفاده از تابع Hash برای تبدیل داده‌ها به مقادیر هش شده، می‌تواند امنیت داده‌ها را بهبود بخشد و از سرقت و دسترسی غیرمجاز به داده‌ها جلوگیری کند.

آشنایی با توابع هش (Hash) پرکاربرد

توابع هش (Hash) یکی از ابزارهای امنیتی مهم در عصر دیجیتال هستند که برای محافظت از اطلاعات حساس و اطلاعات مالی استفاده می‌شوند. توابع هش به شکلی عمل می‌کنند که با ورودی گرفتن داده هایی، مقدار هش آنها را تولید می‌کنند. توابع هش به طور عملی بسیاری از برنامه های رمزنگاری و محافظت از اطلاعات استفاده می‌شوند.

با توجه به اینکه توابع هش قادر به تولید مقدار هش یکتا برای هر ورودی هستند، می‌توان از آنها به عنوان یک ابزار برای تشخیص تغییرات در داده ها استفاده کرد. به بیان دیگر، اگر مقدار هش یک داده با تغییر آن تغییر کند، مقدار هش جدید تولید شده متفاوت خواهد بود.

توابع هش به دو دسته توابع هش پویا (Dynamic Hash) و توابع هش ثابت (Static Hash) تقسیم می‌شوند. توابع هش پویا برای داده های پویا و تغییر پذیر مانند فایل های بزرگ و بانک اطلاعاتی استفاده می‌شوند. در حالی که توابع هش ثابت برای داده های ثابت و تغییر ناپذیر مانند برنامه های کامپیوتری استفاده می‌شوند.

توابع هش پرکاربرد عبارتند از:

الگوریتم MD5: این تابع هش ۱۲۸ بیتی است که برای تولید مقدار هش از الگوریتم MD5 استفاده می‌کند. این تابع هش بسیار قدرتمند و سریع است و اغلب در برنامه های کاربردی وب استفاده می‌شود.

الگوریتم SHA-1: این تابع هش ۱۶۰ بیتی است که برای تولید مقدار هش از الگوریتم SHA-1 استفاده می‌کند. این تابع هش با اندازه بیشتری از MD5 ولی با سرعت کمتری کار می‌کند.

الگوریتم SHA-2: این تابع هش ۲۵۶ بیتی است که برای تولید مقدار هش از الگوریتم SHA-2 استفاده می‌کند. این تابع هش با امنیت بیشتری نسبت به SHA-1 و MD5 عمل می‌کند.

الگوریتم SHA-3: این تابع هش ۳۸۴ بیتی است که برای تولید مقدار هش از الگوریتم SHA-3 استفاده می‌کند. این تابع هش با امنیت بیشتری نسبت به SHA-2 عمل می‌کند.

توابع هش پرکاربرد در بسیاری از برنامه های کاربردی وب، بانکداری، اپلیکیشن های موبایل و دیگر برنامه های کاربردی استفاده می‌شوند. با استفاده از توابع هش، می‌توان از اطلاعات حساس و اطلاعات مالی در برابر سرقت و هکرها محافظت کرد.

ارتباط بین هشینگ (Hashing) و امضای دیجیتال

در دنیای فناوری اطلاعات، امنیت اطلاعات یکی از مهمترین مسائلی است که برای هر سازمان و شرکتی باید مد نظر قرار گیرد. برای این منظور، از روش‌های مختلفی استفاده می‌شود که هشینگ (Hashing) و امضای دیجیتال (Digital Signature) از جمله آن‌ها هستند. در این بخش، به بررسی ارتباط بین هشینگ و امضای دیجیتال پرداخته خواهد شد.

هشینگ چیست؟

هشینگ یک روش برای تبدیل داده‌های ورودی به یک مقدار ثابت و بدون امکان بازگشت است. این مقدار ثابت به عنوان یک اثر انگشت (Fingerprint) برای داده‌های ورودی شناخته می‌شود. در واقع، هشینگ یک الگوریتم رمزگذاری است که برای کاربردهای مختلفی مانند امضای دیجیتال، تأیید هویت و ایجاد ارتباطات امن به کار می‌رود.

امضای دیجیتال چیست؟

امضای دیجیتال یک روش برای تأیید هویت یا اعتبار یک فایل یا سند الکترونیکی است. در واقع، امضای دیجیتال معادل امضای دستی در دنیای الکترونیکی است. برای این کار، از یک کلید خصوصی (Private Key) و یک کلید عمومی (Public Key) استفاده می‌شود. کلید خصوصی برای تولید امضای دیجیتال استفاده می‌شود و تنها صاحب کلید می‌تواند آن را تولید کند. در حالی که کلید عمومی برای تأیید هویت صاحب کلید خصوصی استفاده می‌شود و هر کسی می‌تواند آن را داشته باشد.

ارتباط بین هشینگ و امضای دیجیتال

هشینگ و امضای دیجیتال دو روش متفاوت هستند اما با هم ترکیب می‌شوند تا اطمینان حاصل شود که داده‌ها بدون تغییر برای تأیید هویت یا اعتبار ارسال شده‌اند. در واقع، امضای دیجیتال یک هش از داده‌های ورودی است که با استفاده از کلید خصوصی تولید می‌شود. سپس، این هش به همراه فایل اصلی و کلید عمومی به گیرنده ارسال می‌شود. گیرنده برای تأیید هویت یا اعتبار فایل، هش را با استفاده از کلید عمومی و امضای دیجیتال دریافت شده از فرستنده تولید می‌کند. اگر هش تولید شده توسط گیرنده با هش ارسالی فرستنده یکسان باشد، این نشان می‌دهد که فایل اصلی بدون تغییر ارسال شده است و هویت فرستنده تأیید شده است.

هشینگ و امضای دیجیتال دو روش مهم در بهبود امنیت اطلاعات هستند. هشینگ برای تولید اثر انگشت داده‌های ورودی و امضای دیجیتال برای تأیید هویت یا اعتبار فایل‌ها و سند‌های الکترونیکی استفاده می‌شود. با ترکیب این دو روش، در ارتباطات الکترونیکی اطمینان حاصل می‌شود که داده‌ها بدون تغییر ارسال شده‌اند و هویت فرستنده تأیید شده است.

نانس (Nonce) ماینر چیست؟

نانس (Nonce) ماینر، یکی از مفاهیم اساسی در فرآیند استخراج بلاک‌های بیت‌کوین است. این مفهوم به معنی یک شماره تصادفی است که توسط ماینر در هر دفعه استفاده می شود تا به عنوان یک اثبات از کاری که انجام می دهد، در بلاک جدیدی که ایجاد می کند، قرار داده شود.

برای تولید یک بلاک جدید، ماینر می بایست یک پروتکل اثبات کار (PoW) را اجرا کند. در این پروتکل، ماینر باید به دنبال یافتن یک رشته از اعداد تصادفی (هش) باشد که با توجه به داده های موجود در بلاک قبلی، به شرطی مشخص، تولید شود. به عنوان مثال، در مورد بیت‌کوین، ماینر باید به دنبال یافتن یک هش باشد که شامل ۶ صفر در ابتدای آن باشد. برای رسیدن به این هدف، ماینر باید به صورت تصادفی، شماره نانس را تولید کند و آن را به داده های موجود در بلاک قبلی و داده های جدیدی که در حال اضافه کردن به بلاک هستند، اضافه کند. سپس هش حاصل را به شبکه ارسال می کند تا دیگر ماینرها بتوانند این هش را تأیید کنند.

در صورتی که هش حاصل شامل شرط مورد نظر باشد، ماینر می تواند بلاک جدید را تولید کند و در شبکه ثبت کند. در اینجا نانس (Nonce) به عنوان یک شماره تصادفی استفاده شده است که به عنوان یکی از داده هایی که برای تولید هش استفاده می شود، همانند داده های دیگر است. بنابراین، نانس (Nonce) ماینر، یک شماره تصادفی است که ماینر در هر دفعه برای تولید هش بلاک جدید استفاده می کند. این مفهوم از اهمیت بسزایی برخوردار است و به عنوان یکی از عناصر اساسی در فرآیند استخراج بلاک‌های بیت‌کوین محسوب می شود.

ماینر به دنبال یافتن نانس است که دنباله‌ای از اعداد به شمار می‌رود. این عدد در محتوای رمزنگاری شده بلاک قبلی که Hash شده‌اند، به کار برده می‌شود. اگر هش جدید کم‌تر یا برابر با هش هدف باشد، به عنوان یک راه حل پذیرفته می‌شود. ماینر نیز جایزه را دریافت می‌کند و بلاک به زنجیره بلاک چین افزوده می‌شود. پروسه تأیید تراکنش‌های بلاک چین به اطلاعاتی وابسته است که با استفاده از الگوریتم‌های هش‌گذاری رمزنگاری می‌شوند.

حل کردن برای ماینر به منزله این است که باید تعیین کند از کدام دنباله به عنوان نانس استفاده کند که خود نیازمند آزمون و خطاهای بسیاری است. چراکه نانس یک دنباله تصادفی است. احتمال اینکه ماینرها در همان تلاش نخست نانس درست را به کار ببرند بسیار بعید است. این بدان معنا است که ماینر برای یافتن نانس درست به احتمال زیاد باید نانس‌های زیادی را بیازماید. هر اندازه این کار دشوار باشد، مدت زمان بیش‌تری برای یافتن راه حل نیاز خواهد بود. میزان دشواری به معنای میزان دشواری یافتن هش هدف است.