해싱 알고리즘이란 무엇입니까? 블록 체인은 데이터 보안을 어떻게 보장합니까?

해싱 알고리즘의 기본 사항을 이해합니다

해싱 알고리즘은 입력 (또는 '메시지')을 취하고 고정 크기의 바이트 스트링을 반환하는 수학적 함수이며, 이는 일반적으로 해시 값 이라고하는 16 진수 또는 단순히 해시 입니다. 이 과정은 결정 론적이므로 동일한 입력이 항상 동일한 해시를 생성합니다. 그러나 입력의 작은 변화조차도 완전히 다른 출력을 초래합니다.

해시 기능은 다양한 영역, 특히 컴퓨터 과학 및 암호화에서 널리 사용됩니다. 주요 속성에는 다음이 포함됩니다.

• 결정 론적 : 동일한 입력은 항상 동일한 해시를 산출합니다.
• 빠른 계산 : 주어진 입력에 대한 해시 값을 쉽게 계산할 수 있어야합니다.
• 사전 이미지 저항 : 해시 값이 주어지면 원래 입력을 결정하는 데 계산할 수 없어야합니다.
• 충돌 저항 : 동일한 해시를 초래하는 두 가지 다른 입력을 찾기가 어려울 것입니다.

이러한 특성은 데이터 무결성과 진정성을 보장하는 데 해싱 알고리즘이 필수적입니다.

가장 일반적으로 사용되는 해싱 알고리즘에는 SHA-256 (Secure Hash 알고리즘 256 비트), SHA-1 및 MD5가 포함되지만 후자는 이제 취약성으로 인해 안전하지 않은 것으로 간주됩니다.

블록 체인 기술에서 해싱의 역할

블록 체인은 분산 및 변조 방지 특성을 유지하기 위해 해싱 알고리즘에 크게 의존합니다. 블록 체인의 각 블록에는 트랜잭션 목록, 타임 스탬프 및 해시를 통한 이전 블록에 대한 참조가 포함됩니다.

해싱이 블록 체인의 구조에 기여하는 방법은 다음과 같습니다.

• 블록 식별 : 각 블록은 해시에 의해 고유하게 식별됩니다. 블록의 내용이 변경되면 해시도 변경됩니다.
• 링크 블록 : 한 블록의 해시가 다음 블록에 포함되어 체인을 형성합니다. 이전 블록의 모든 변경은 모든 후속 해시를 다시 계산해야합니다.
• 탬퍼 감지 : 단일 문자조차도 해시를 완전히 변경하기 때문에 데이터가 수정되었을 때 분명해집니다.

이 메커니즘은 일단 데이터가 블록 체인에 기록되면 네트워크 참가자의 합의없이 변경하기가 매우 어려워집니다.

머클 나무를 통한 데이터 무결성

블록 체인 시스템은 블록을 연결하는 것 외에도 종종 Merkle Trees (해시 나무라고도 함)를 사용하여 블록 내에서 트랜잭션 데이터의 무결성을 보장합니다.

그들이 작동하는 방법은 다음과 같습니다.

• 블록의 모든 트랜잭션은 단일 해시가 남아있을 때까지 쌍을 이루고 반복적으로 해시됩니다. 이것은 머클 루트 입니다.
• 머클 루트는 블록 헤더에 저장되어 전체 블록을 다운로드하지 않고 개별 트랜잭션을 확인할 수 있습니다.
• 트랜잭션이 변경되면 해당 해시가 변경되어 트리를 전파하고 궁극적으로 머클 루트를 변경합니다.

이 계층 적 해싱 시스템을 사용하면 대형 데이터 세트의 효율적이고 안전한 검증을 가능하게하여 확장 성과 보안을 모두 향상시킵니다.

Merkle Trees는 전체 노드 동기화가 가능하지 않은 모바일 지갑과 같은 가벼운 클라이언트 구현에서 중요합니다.

합의 메커니즘의 작업 증명 및 해싱

Bitcoin의 핵심 혁신 중 하나는 해싱에 크게 의존하는 합의 메커니즘으로 작업 증명 (POW)을 사용하는 것이 었습니다.

POW가 해싱과 어떻게 작동하는지는 다음과 같습니다.

• 광부는 특정 기준을 충족하는 해시를 찾아 암호화 퍼즐을 해결하기 위해 경쟁합니다 (예 : 특정 수의 0으로 시작).
• 원하는 해시가 발견 될 때까지 블록 헤더를 Nonce (임의의 숫자)로 반복적으로 해시하여이를 수행합니다.
• 유효한 해시가 발견되면 광부는 검증을 위해 네트워크에 대한 솔루션을 방송합니다.
• 퍼즐의 어려움은 주기적으로 일관된 블록 시간을 유지하기 위해 주기적으로 조정됩니다.

이 프로세스는 과거 블록을 변경하려면 그 시점부터 모든 계산 작업을 다시 수행해야합니다. 이는 건강한 네트워크에서 엄청나게 비싸고 실용적이지 않습니다.

불변성 및 보안 기능은 해싱이 가능합니다

해싱으로 인해 블록 체인은 높은 수준의 불변성 과 보안을 달성합니다. 방법은 다음과 같습니다.

• 변조 증거 : 데이터의 변화는 다른 해시를 초래합니다. 각 블록은 이전 블록의 해시를 참조하기 때문에 하나의 블록을 수정하면 모든 후속 블록이 무효화됩니다.
• 분산 신탁 : 중앙 당국에 의존하는 대신 네트워크는 해싱을 사용하여 블록 체인의 정확성을 집합 적으로 확인합니다.
• 암호화 보증 : Hashing은 데이터를 공개하지 않고 암호화 적으로 헌신하는 방법을 제공하여 개인 정보 및 무결성 보증을 모두 제공합니다.

이러한 기능은 블록 체인이 금융 거래, 공급망 추적 및 디지털 아이덴티티 검증과 같은 강력한 감사 트레일이 필요한 응용 프로그램에 적합합니다.

• 탈 중앙화 : 단일 엔티티가 전체 체인을 제어하지 않습니다.
• 투명성 : 모든 참가자는 원장을보고 트랜잭션을 독립적으로 확인할 수 있습니다.
• 비 반복 : 거래가 확인되면 관련 당사자가 거부 할 수 없습니다.

자주 묻는 질문

Q : 해시를 바꾸어 원래 데이터를 검색 할 수 있습니까? 아니요, 해싱은 편도 기능입니다. 데이터에서 해시를 계산하기는 쉽지만 해시만으로 원래 입력을 역 엔지니어링하는 것은 계산적으로 불가능합니다.

Q : SHA-256이 블록 체인 사용을 위해 안전한 것으로 간주되는 이유는 무엇입니까? SHA-256은 SHA-2 가족의 일부이며 광범위한 연구에도 불구하고 성공적으로 깨지지 않았습니다. 256 비트 출력 공간은 현재 컴퓨팅 전력으로 무차별적인 공격을 실용적으로 만듭니다.

Q : 해싱은 암호화와 어떻게 다릅니 까? 해싱은 데이터를 고정 길이 값으로 변환하며 돌이킬 수 없습니다. 반면 암호화는 키를 사용하여 가역적으로 데이터를 인코딩하여 나중에 암호 해독을 허용합니다.

Q : 모든 블록 체인이 동일한 해싱 알고리즘을 사용하고 있습니까? 아니요, Bitcoin와 같은 많은 암호 화폐는 SHA-256을 사용하지만 다른 많은 알고리즘을 사용합니다. 예를 들어, Ethereum은 Ethash를 사용하고 Litecoin은 Scrypt를 사용합니다.