Fungsi hash: dari teori ke praktik di blockchain

Apa yang membuat fungsi hash begitu penting untuk cryptocurrency? Jawaban singkatnya: itu mengubah informasi dari ukuran apa pun menjadi kode unik yang kompak dengan panjang tetap. Inilah sihir yang menjadi dasar seluruh blockchain Bitcoin.

Prinsip Dasar: bagaimana hashing bekerja

Pada tingkat yang paling sederhana, hashing adalah proses matematis yang menghasilkan output tetap dari input yang bervariasi. Digunakan rumus khusus yang disebut algoritma hashing. Ketika berbicara tentang cryptocurrency, yang dimaksud adalah fungsi hash kriptografis – ini memungkinkan sistem mencapai tingkat keamanan dan integritas data yang tinggi.

Sifat kunci: hasil selalu sama untuk input yang sama. Jika Anda melewatkan kata “Binance” melalui SHA-256, Anda akan mendapatkan f1624fcc63b615ac0e95daf9ab78434ec2e8ffe402144dc631b055f711225191. Jalankan lagi seratus kali – hasilnya akan identik. Ini disebut deterministik.

Lihat apa yang terjadi saat ada perubahan terkecil. Kata “binance” dalam huruf kecil menghasilkan hash yang sama sekali berbeda: 59bba357145ca539dcd1ac957abc1ec5833319ddcae7f5e8b5da0c36624784b2. Namun, kedua kode keluaran itu – tepat 64 karakter (256 bit), seperti semua hash SHA-256, terlepas dari apakah Anda melakukan hash pada sebuah kata atau dokumen utuh.

Ketidakberpihakan: mengapa hashing sulit untuk “dibalik”

Semua fungsi hash kriptografi dirancang sebagai fungsi satu arah. Sederhananya: mudah untuk pergi ke sana, sulit untuk kembali. Dari input ke output – itu hanya dengan menekan tombol. Namun, dari output kembali ke input – itu sudah membutuhkan jutaan percobaan.

Sifat inilah yang melindungi Bitcoin dari serangan. Tidak ada penyerang yang dapat menentukan data apa yang digunakan untuk membuat hash tertentu, tanpa sumber daya komputasi yang sangat besar.

Tiga pilar keamanan kriptografi

Agar fungsi hash dianggap aman, ia harus memenuhi tiga kriteria:

Ketahanan terhadap kolisi berarti bahwa praktis tidak mungkin menemukan dua input berbeda yang menghasilkan hash yang sama. Tentu saja, secara teoritis “kolisi” semacam itu ada ( karena inputnya tak terbatas, sedangkan outputnya terbatas ), tetapi menemukannya sangat tidak mungkin dalam waktu yang wajar. SHA-256 dianggap tahan kolisi, sedangkan SHA-1 tidak – para ilmuwan telah menemukan kerentanan di sana.

Ketahanan terhadap preimage pertama – adalah ketidakmampuan untuk menemukan input hanya dengan mengetahui output. Anda tidak dapat “memecahkan” pesan hanya berdasarkan hash-nya. Ini sangat penting untuk perlindungan kata sandi: sistem menyimpan hash kata sandi, bukan kata sandi itu sendiri.

Ketahanan terhadap serangan preimage kedua – serangan yang lebih kompleks, di mana penyerang mencoba menemukan input yang berbeda yang akan menghasilkan hash yang sama seperti sebelumnya. Apa pun fungsi hash yang tahan terhadap kolisi, secara otomatis tahan juga terhadap serangan ini.

Di mana hash melakukan pekerjaan yang benar-benar penting

Penghimpunan hash biasa banyak digunakan untuk pencarian dalam basis data dan memeriksa integritas file besar. Sementara varian kriptografi terlibat dalam keamanan pesan dan tanda tangan digital.

Namun, sihir sejati terjadi di blockchain Bitcoin. Di sini, fungsi hash terlibat di setiap langkah: pembentukan pohon Merkle, pengikatan blok dalam rantai, verifikasi transaksi. Hampir semua protokol cryptocurrency bergantung pada hashing untuk menghubungkan kelompok transaksi ke dalam blok dan menciptakan hubungan kriptografis di antara mereka.

Bagaimana hashing melindungi penambangan Bitcoin

Dalam Bitcoin, penambangan adalah sebenarnya kompetisi dalam hashing. Penambang harus melakukan jutaan operasi hash untuk menemukan solusi yang benar untuk blok berikutnya.

Intinya adalah: hash kandidat blok harus dimulai dengan sejumlah nol tertentu agar blok diterima oleh jaringan. Jumlah nol ini semakin banyak – semakin tinggi kesulitannya. Pada awalnya bisa dua nol, lalu tiga, kemudian lima… ini tergantung pada hash rate – total daya komputasi yang digunakan oleh semua penambang.

Ketika lebih banyak orang mulai menambang, hash meningkat, Bitcoin secara otomatis meningkatkan kesulitan agar waktu pembentukan blok tetap sekitar 10 menit. Jika hash turun (beberapa penambang akan berhenti bekerja), kesulitan akan menurun untuk mempermudah permainan.

Inti: para penambang tidak perlu mencari “hash” yang “sempurna”. Mereka hanya perlu menemukan satu dari banyak hash yang diterima, yang dimulai dengan jumlah nol yang diperlukan. Inilah yang membuat sistem ini tahan banting dan adil.

Kesimpulan: mengapa penting untuk mengetahui ini

Fungsi hash adalah salah satu batu penjuru dari seluruh kriptografi dan keamanan informasi. Dipadukan dengan kriptografi, fungsi hash menjadi alat yang sangat kuat untuk melindungi data dan otentikasi.

Dalam dunia blockchain, pemahaman tentang cara kerja fungsi хеш bukanlah sekadar detail yang menarik. Ini adalah fondasi di mana seluruh keamanan Bitcoin dan sebagian besar jaringan cryptocurrency modern berdiri. Setiap blok, setiap transaksi, setiap kunci - semuanya bergantung pada matematika yang sederhana namun sangat kuat ini.