暗号化のハッシュとは何ですか？

暗号化ハッシュ関数の理解

1.暗号化ハッシュ関数は、任意のサイズの入力を取り、ハッシュまたはダイジェストと呼ばれる固定サイズの出力を生成します。このプロセスは決定論的です。つまり、同じ入力が常に同じハッシュ値を生成します。通常、出力は、SHA-256の64文字など、160文字の文字列です。

2。安全なハッシュ関数のコアプロパティの1つは、プロセスを逆転させるために計算的に実行不可能であることです。ハッシュを考えると、元の入力を決定することは非常に困難なはずです。この一方向は、パスワードやトランザクションレコードなどの機密データを保護するために不可欠です。

3.もう1つの重要な機能は、衝突抵抗です。同じハッシュを生成する2つの異なる入力を見つけることはほぼ不可能です。単一の文字を変更するなど、入力のわずかな変更でさえ、雪崩効果のために劇的に異なるハッシュをもたらすでしょう。

4。ハッシュ関数は、ブロックチェーンテクノロジーで広く使用されています。ブロックチェーンの各ブロックには、前のブロックのハッシュが含まれており、安全なチェーンが形成されます。これにより、ブロックを改ざんするとハッシュが変更され、チェーンが破損するため、データの整合性が保証され、操作がすぐに検出されます。

5。Bitcoinのような暗号通貨のコンテキストでは、ハッシュはマイニングプロセスで使用されます。鉱山労働者は、NonCe値を調整することにより、特定の基準を満たすハッシュを見つけるために競争します。仕事の証明として知られるこのプロセスは、ネットワークを確保し、中央当局に依存することなくトランザクションを検証します。

ブロックチェーンセキュリティにおけるハッシュの役割

1.暗号通貨ネットワーク内のすべてのトランザクションがハッシュされ、ブロックに含まれています。これらの個々のトランザクションハッシュは、メルクルツリー構造を使用して組み合わされ、ブロック内のすべてのトランザクションを表す単一のマークルルートハッシュをもたらします。これにより、トランザクションデータの効率的かつ安全な検証が可能になります。

2。ブロックチェーンの不変性は、ハッシュに大きく依存しています。ブロックがチェーンに追加されると、トランザクションを変更するには、そのブロックとその後のすべてのブロックのハッシュを再計算する必要があります。これは、ネットワークの分散性と作業証明要件のために計算的に非実用的です。

3。ハッシュは、参加者が中央エンティティを信頼する必要なくデータの整合性を検証できるようにすることにより、分散型システムに対する透明性と信頼を保証します。ユーザーは、受信するデータがハッシュ値を比較することにより、オリジナルと一致することを独立して確認できます。

4.多くの暗号通貨のウォレットアドレスは、ハッシュを介したパブリックキーから派生しています。たとえば、BitcoinはSHA-256とRipeMD-160を使用してアドレスを生成します。これにより、セキュリティの余分な層が追加され、トランザクションが使用されるまで公開キーが不明瞭になります。

5。暗号通貨取引のデジタル署名は、多くの場合、署名する前にメッセージをハッシュすることを伴います。これにより、署名するデータのサイズが削減され、署名がトランザクションの一意のハッシュに結び付けられているため、セキュリティを維持しながらパフォーマンスが向上します。

暗号空間での一般的なハッシュ関数

1。SHA-256は、暗号通貨で最も広く使用されているハッシュ関数の1つです。国家安全保障局（NSA）によって開発され、Bitcoinのマイニングアルゴリズムとトランザクション処理のバックボーンです。その256ビット出力は、ブルートフォース攻撃に対して高いレベルのセキュリティを提供します。

2。Scryptは、Litecoinなどの暗号通貨で使用される別のハッシュアルゴリズムです。 SHA-256よりもメモリ集約型になるように設計されているため、ASICのような特殊なハードウェアや、より分散型のマイニング環境の促進の影響を受けにくくなります。

3. Ethashは、Ethereumの仕事の証明システムで使用されるハッシュ関数です。大規模な鉱山農場を阻止し、消費者グレードのハードウェアを使用して通常のユーザーからの参加を奨励するメモリの硬度を強調しています。

4.各ハッシュ関数は、特定のネットワーク目標、セキュリティ、地方分権化、パフォーマンスのバランスをとることに合わせて調整されます。アルゴリズムの選択は、マイニングアクセシビリティ、ネットワークセキュリティ、および集中化に対する抵抗に影響します。

5.量子コンピューティングが進むにつれて、Quantum後の暗号化ハッシュ関数に関心が高まっています。 SHA-256のような現在のハッシュ機能は量子攻撃に対して比較的耐性があると考えられていますが、将来のブロックチェーンシステムは、長期的なセキュリティを確保するために量子安全な代替品を採用する可能性があります。

よくある質問

ハッシュ関数を安全にするものは何ですか？安全なハッシュ関数は、前イメージ抵抗（ハッシュを逆転させることはできません）、2番目の前像抵抗（同じハッシュで異なる入力を見つけることができない）、および衝突抵抗（同じハッシュで2つの入力を見つけることができません）を示しなければなりません。また、小さな入力の変更が大きく異なる出力を生成する雪崩効果も表示する必要があります。

2つの異なるファイルに同じハッシュを持つことができますか？理論的には、はい、ハッシュ出力の有限サイズと無限の可能な入力のために、これは衝突として知られています。ただし、安全な暗号化ハッシュ関数により、このような衝突が事実上不可能になります。通常の条件下では、SHA-256には既知の衝突は存在しません。

なぜブロックチェーンはマークルツリーを使用するのですか？マークルツリーにより、大規模なデータセットの効率的かつ安全な検証が可能になります。トランザクションのペアを再帰的にハッシュすることにより、すべてのトランザクションを表す単一のルートハッシュを生成します。これにより、軽量クライアントは、ブロックチェーン全体をダウンロードせずにトランザクションがブロックに含まれているかどうかを確認できます。

ハッシュは暗号化と同じですか？いいえ。ハッシュは逆転できない一方向関数であり、暗号化はデータを暗号化してからキーで復号化できる双方向プロセスです。ハッシュは整合性と検証に使用されます。暗号化は機密性に使用されます。