Qu'est-ce que le SHA-256?

SHA-256 , ou algorithme de hachage sécurisé 256 bits, est une fonction de hachage cryptographique qui fait partie de la famille SHA-2 des fonctions de hachage. Il est largement utilisé dans le monde des crypto-monnaies, en particulier dans Bitcoin et dans d'autres technologies de blockchain, pour sécuriser les données et assurer l'intégrité des transactions. Cet article se plongera dans les spécificités du SHA-256, ses applications dans les crypto-monnaies et son fonctionnement.

Les bases du SHA-256

Le SHA-256 est conçu pour prendre une entrée, ou «message», et produire une valeur de hachage de 256 bits de taille fixe (32 octets), généralement rendue comme un numéro hexadécimal, 64 chiffres de long. L'objectif principal d'une fonction de hachage comme SHA-256 est de s'assurer que même un petit changement dans l'entrée se traduit par une sortie significativement différente. Cette propriété est connue sous le nom d' effet d'avalanche .

L'algorithme traite les données d'entrée dans des blocs 512 bits, et il utilise une série de fonctions logiques et d'opérations biples pour transformer les données en valeur de hachage finale. Le processus est déterministe, ce qui signifie que la même entrée produira toujours la même sortie, mais elle est également unidirectionnelle, ce qui signifie qu'il est irréalisable de calcul de l'inverse de l'entrée d'origine du hachage.

Applications du SHA-256 dans les crypto-monnaies

Dans le domaine des crypto-monnaies, le SHA-256 joue un rôle crucial dans plusieurs domaines clés:

• Bitcoin MINING : Bitcoin utilise SHA-256 comme algorithme de preuve de travail. Les mineurs rivalisent pour trouver un hachage qui répond à la cible de difficulté du réseau, qui implique de hachant à plusieurs reprises l'en-tête de bloc jusqu'à ce qu'un hachage valide soit trouvé.
• Vérification des transactions : chaque transaction du réseau Bitcoin est hachée à l'aide de SHA-256, garantissant que toute modification des données de transaction se traduira par un hachage différent, conservant ainsi l'intégrité de la transaction.
• Intégrité de la blockchain : la blockchain elle-même est sécurisée par SHA-256, car chaque bloc contient le hachage du bloc précédent, créant une chaîne de hachages qui est extrêmement difficile à modifier.

Comment fonctionne SHA-256

Comprendre le fonctionnement du SHA-256 consiste à décomposer le processus en plusieurs étapes:

• PRÉSCRIPTION : Le message d'entrée est rembourré pour garantir que sa longueur est un multiple de 512 bits. Cela implique d'ajouter un «1» bit, suivi de autant de bits «0» que nécessaire, et enfin ajoutant la longueur d'origine du message en bits comme un entier grand-endian 64 bits.
• Horaire des messages : le message rembourré est divisé en blocs 512 bits. Chaque bloc est divisé en 16 mots 32 bits. Ces mots sont ensuite étendus dans un calendrier de messages de 64 mots en utilisant une série d'opérations bitwise.
• Calcul de hachage : le calcul de hachage implique 64 cycles de traitement, où chaque cycle utilise un ensemble différent de constantes et de fonctions pour mélanger le calendrier des messages avec l'état de hachage actuel. La valeur de hachage initiale est un ensemble de huit mots 32 bits, et après 64 tours, ces valeurs sont combinées pour produire le hachage final 256 bits.

Caractéristiques de sécurité du SHA-256

SHA-256 est conçu avec plusieurs fonctionnalités de sécurité qui le rendent adapté à une utilisation dans les crypto-monnaies:

• Résistance à la collision : il est irréalisable sur le calcul de trouver deux entrées différentes qui produisent le même hachage de sortie. Cela garantit que les transactions ne peuvent pas être modifiées sans détection.
• Résistance pré-image : il est extrêmement difficile de trouver une entrée qui produit un hachage de sortie spécifique. Cela empêche les attaquants de transactions d'ingénierie inverse.
• Deuxième résistance avant l'image : étant donné une entrée et son hachage, il est difficile de trouver une autre entrée qui produit le même hachage. Cela améliore encore la sécurité de la blockchain.

Exemple pratique de SHA-256 dans Bitcoin

Pour illustrer comment SHA-256 est utilisé dans Bitcoin, considérez le processus d'exploitation d'un bloc:

• En-tête de bloc : l'en-tête de bloc contient plusieurs informations, y compris la version, le hachage du bloc précédent, la racine Merkle des transactions, l'horodatage, la cible de difficulté et le nonce.
• Processus de hachage : les mineurs prennent l'en-tête de bloc et le hachent à l'aide de SHA-256. Si le hachage résultant ne répond pas à la cible de difficulté, le mineur change à nouveau le nonce et essaie à nouveau. Ce processus est répété jusqu'à ce qu'un hachage valide soit trouvé.
• Vérification : Une fois qu'un hachage valide est trouvé, d'autres nœuds sur le réseau peuvent vérifier le bloc en hachant lui-même l'en-tête de bloc et en vérifiant si le hachage atteint la cible de difficulté.

Implémentation de SHA-256 dans le code

Pour ceux qui souhaitent voir SHA-256 en action, voici un exemple simple en utilisant Python:

 import hashlib Exemple d'entrée
 input_data = 'Bonjour, sha-256!'


Créer un objet de hachage SHA-256
 hash_object = hashlib.sha256 ()


Mettez à jour l'objet de hachage avec les octets des données d'entrée
 hash_object.update (input_data.encode ('utf-8'))


Obtenez la représentation hexadécimale du hachage
 hex_digest = hash_object.hexdigest ()


Print ('hash sha-256:', hex_digest)

Cet extrait de code montre comment utiliser la bibliothèque hashlib dans Python pour générer un hachage SHA-256 à partir d'une chaîne d'entrée donnée.

Questions fréquemment posées

Q: Le SHA-256 peut-il être utilisé pour d'autres crypto-monnaies en plus Bitcoin?

R: Oui, SHA-256 n'est pas exclusif à Bitcoin et peut être utilisé dans d'autres crypto-monnaies. Par exemple, Bitcoin Cash et Bitcoin SV utilisent également SHA-256 pour leurs algorithmes de preuve de travail. Cependant, d'autres crypto-monnaies comme Ethereum utilisent différentes fonctions de hachage telles que Ethash.

Q: Est-il possible de décrypter un hachage SHA-256?

R: Non, SHA-256 est une fonction de hachage à sens unique, ce qui signifie qu'il est conçu pour être irréversible. Il est irréalisable par calcul de l'inverse de l'inverse de l'entrée d'origine de la sortie de hachage.

Q: Comment le SHA-256 contribue-t-il à la sécurité d'une blockchain?

R: SHA-256 contribue à la sécurité d'une blockchain en assurant l'intégrité des transactions et l'immuabilité de la blockchain. Chaque bloc contient le hachage du bloc précédent, créant une chaîne de hachages qui est extrêmement difficile à modifier. De plus, l'utilisation de SHA-256 dans les algorithmes de preuve de travail rend coûteusement coûteux pour tenter de modifier la blockchain.

Q: Y a-t-il des vulnérabilités connues dans le SHA-256?

R: Pour l'instant, il n'y a pas de vulnérabilités pratiques connues dans le SHA-256 . Cependant, comme tous les algorithmes cryptographiques, il est soumis à des recherches et des analyses en cours. La communauté cryptographique continue de surveiller et d'évaluer sa sécurité, mais elle reste une fonction de hachage robuste et largement fiable.