블록 체인 해시 알고리즘이란 무엇입니까? 해싱 알고리즘의 보안에 대한 토론

블록 체인에서 해시 알고리즘의 역할 이해

해시 알고리즘은 입력 (또는 '메시지')을 취하고 고정 크기의 바이트 문자열을 반환하는 암호화 함수입니다. 일반적으로 16 진수로 표시되는 출력은 해시 값 또는 다이제스트 라고합니다. 블록 체인 기술에서 해시 알고리즘은 데이터 무결성, 불변성 및 보안을 보장하는 데 기초가됩니다. 각 블록에는 이전 블록의 해시가 포함되어있어 안전한 블록 체인이 생성됩니다.

블록 체인 시스템에서 가장 일반적으로 사용되는 해싱 알고리즘 중 하나는 SHA-256 이며, 이는 안전 해시 알고리즘 256 비트를 나타냅니다. NSA (National Security Agency)에 의해 개발되었으며 Bitcoin의 프로토콜에 널리 채택되었습니다. SHA-256의 결정 론적 특성은 동일한 입력이 항상 동일한 출력을 생성하여 데이터 일관성을 확인하는 데 이상적입니다.

해싱이 블록 체인의 데이터 무결성을 보장하는 방법

해시 기능은 블록 체인에 저장된 데이터의 무결성을 유지하는 데 중요한 역할을합니다. 블록 내의 모든 트랜잭션은 하나의 루트 해시로 정점에 이르는 머클 트리 구조로 함께 해시됩니다. 트랜잭션의 어느 부분이 변경되면, 약간 심지어 크게 해시의 주요 속성 인 Avalanche 효과 로 인해 결과 해시가 완전히 다릅니다.

이러한 변화에 대한 민감도는 트랜잭션에서 단일 문자를 변경하면 체인의 전체 블록 및 모든 후속 블록이 무효화 될 수 있음을 의미합니다. 따라서, 무단 수정은 즉시 감지 될 수있게된다. 이 메커니즘은 중앙 당국이 거래를 감독하지 않는 분산 된 네트워크에 대한 신뢰를 강화합니다.

암호화 해시 기능의 보안 속성

암호화 해시 기능은 블록 체인에 사용하기에 적합하기 위해 몇 가지 중요한 보안 속성을 충족해야합니다.

• 사전 이미지 저항 : 해시 값 H가 주어지면 해시 (m) = h와 같은 입력 메시지 m을 찾는 것은 계산적으로 불가능해야합니다.
• 두 번째 사전 이미지 저항 : 입력 M1이 주어지면 해시 (M1) = HASH (M2)를 위해 다른 입력 M2 ≠ M1을 찾기가 어려워 야합니다.
• 충돌 저항 : 해시 (m1) = hash (m2)를 위해 두 개의 별개의 입력 m1과 m2를 찾기가 어렵습니다.

이러한 특성은 해시 기능이 중박수 및 생일 공격을 포함하여 다양한 형태의 공격에 저항 할 수 있도록합니다. 이러한 보증이 없으면 블록 체인의 불변성과 신뢰 모델이 무너질 것입니다.

블록 체인 시스템에 사용되는 인기 해시 알고리즘

SHA-256은 Bitcoin에서 사용하기 때문에 가장 유명한 해싱 알고리즘으로 남아 있지만 다른 블록 체인 플랫폼은 설계 목표에 따라 다른 해시 기능을 사용합니다.

• KECCAK-256 : 이더 리움은 해싱 작업 에이 변형의 SHA-3을 사용합니다. SHA-256과 비슷한 보안 보증을 제공하지만 다른 내부 구조를 제공합니다.
• Scrypt : Litecoin 및 기타 cryptocurrencies는 Scrypt를 사용합니다.이 Scrypt는 메모리 집약적이며 ASIC 채굴에 저항하도록 설계되었습니다.
• X11 : DASH는 보안 및 에너지 효율을 향상시키기 위해 11 개의 서로 다른 알고리즘을 포함하는 Chained Hashing 접근법을 사용합니다.

각 알고리즘에는 특정 성능 및 보안 요구 사항에 맞는 고유 한 기능이 있습니다. 올바른 해시 기능을 선택하는 것은 분산 목표, 특수 하드웨어에 대한 저항 및 계산 효율과 같은 요소에 따라 다릅니다.

해싱 알고리즘의 잠재적 취약성 및 위험

그들의 견고성에도 불구하고 해시 알고리즘은 취약점에 면역이 아닙니다. 시간이 지남에 따라 컴퓨팅 성능 및 암호화 분해의 발전은 이전에 보안 알고리즘을 약화시킬 수 있습니다. 예를 들어, 한 번 안전한 것으로 간주되는 MD5 및 SHA-1 은 이제 충돌 공격이 성공적으로 사용되지 않아 평가됩니다.

블록 체인에서 단일 해시 함수에 대한 의존은 해당 함수가 손상되면 위험을 도입합니다. SHA-256 및 Keccak-256과 같은 현재 표준은 알려진 공격에 대해 안전하게 유지되지만 연구자들은 잠재적 인 약점에 대해 지속적으로 평가합니다. 양자 컴퓨팅은 또한 실제 양자 공격은 아직 실현 가능하지 않지만 고전적인 해시 기능에 대한 이론적 위협을 제기합니다.

이러한 위험을 완화하기 위해 블록 체인 개발자는 종종 여러 계층의 암호화를 통합하거나 쿼터 저항을 제공하는 새로운 알고리즘을 채택합니다. 암호화 프로토콜에 대한 정기 감사 및 업데이트는 장기 보안을 유지하는 데 도움이됩니다.

자주 묻는 질문

Q : 누군가 SHA-256에서 충돌을 발견하면 어떻게됩니까? SHA-256에서 충돌이 발견되면 많은 블록 체인 시스템, 특히 Bitcoin의 보안을 약화시킬 것입니다. 이러한 발견은 대체 해싱 알고리즘으로 광범위한 마이그레이션을 유발할 것입니다.

Q : 기존 블록 체인에서 해시 알고리즘을 업그레이드 할 수 있습니까? 예, 블록 체인은 하드 포크라는 프로세스를 통해 해시 알고리즘을 전환하기 위해 업그레이드를 구현할 수 있습니다. 그러나 이것은 네트워크 참가자들 사이에 합의가 필요하며 호환성 문제를 도입 할 수 있습니다.

Q : 일부 블록 체인이 여러 해시 함수를 사용하는 이유는 무엇입니까? 여러 해시 함수를 사용하면 단일 고장 지점과 관련된 위험을 줄임으로써 보안이 증가합니다. 하나의 알고리즘이 손상되면 다른 알고리즘은 여전히 ​​시스템을 보호합니다.

Q : 해싱은 작업 증명 시스템의 광업에 어떻게 기여합니까? 광부는 대상 임계 값 미만의 해시를 찾기 위해 다양한 NOCE 값을 가진 해시 블록 헤더를 반복적으로 차단합니다. 이 프로세스는 네트워크를 보호하고 중앙 당국이 필요하지 않고 거래를 검증합니다.