해싱 알고리즘이란 무엇입니까?

정의 및 핵심 기능

1. 해싱 알고리즘은 임의 길이의 입력을 받아 고정된 크기의 문자열(일반적으로 16진수)을 생성하는 수학 함수입니다.

2. 이 출력은 해시 값 또는 다이제스트라고 하며 원본 데이터에 대한 고유한 디지털 지문 역할을 합니다.

3. 단일 비트 변경과 같이 입력이 조금만 변경되어도 눈사태 효과로 인해 완전히 다른 해시가 생성됩니다.

4. 해싱 알고리즘은 결정적입니다. 동일한 입력은 동일한 조건에서 항상 동일한 출력을 생성합니다.

5. 단방향 함수로 설계되었습니다. 즉, 해시의 원래 입력을 리버스 엔지니어링하는 것이 계산상 불가능하다는 의미입니다.

블록체인 합의에서의 역할

1. Bitcoin과 같은 작업 증명 블록체인에서 채굴자는 블록 데이터와 결합될 때 특정 기준을 충족하는 해시를 생성하는 논스를 찾기 위해 경쟁합니다. 일반적으로 정의된 수의 선행 0으로 시작합니다.

2. 이 퍼즐의 난이도는 일관된 블록 간격을 유지하기 위해 주기적으로 조정되어 네트워크 보안을 계산 작업에 직접 연결합니다.

3. 각 블록 헤더에는 이전 블록의 해시가 포함되어 있어 이전 블록을 조작하면 모든 후속 해시가 무효화되는 불변 체인을 형성합니다.

4. SHA-256은 Bitcoin의 블록 헤더 계산 및 머클 트리 구성을 위한 기본 해싱 알고리즘으로 남아 있습니다.

5. Litecoin은 Scrypt를 사용하는 반면 Ethereum은 원래 초기에 ASIC 지배력에 저항하도록 설계된 메모리 하드 변종인 Ethash를 사용했습니다.

암호화 보안 속성

1. 사전 이미지 저항은 주어진 해시 값 h에서 hash(m) = h와 같은 입력 m을 찾는 것이 불가능하다는 것을 보장합니다.

2. 두 번째 사전 이미지 저항은 입력 m₁가 주어지면 해시(m₁) = 해시(m²)인 다른 입력 m²를 찾는 것이 계산상 불가능하다는 것을 보장합니다.

3. 충돌 방지란 해시 값이 동일한 두 개의 서로 다른 입력 m₁ 및 m²를 찾는 것이 극히 어렵다는 것을 의미합니다.

4. 이러한 속성은 악의적인 행위자가 탐지 없이 거래를 위조하거나, 블록을 대체하거나, 원장 내역을 조작하는 것을 종합적으로 방지합니다.

5. MD5 및 SHA-1에서 입증된 충돌과 같은 해싱 알고리즘의 약점으로 인해 무결성이 협상 불가능한 블록체인 환경에서는 더 이상 사용되지 않습니다.

지갑 주소 생성 구현

1. 타원 곡선 암호화에서 파생된 공개 키는 여러 해싱 단계(일반적으로 SHA-256 다음에 RIPEMD-160)를 거쳐 Bitcoin 주소를 생성합니다.

2. 이 이중 해싱은 주소 크기를 줄이는 동시에 단일 해시 구성을 표적으로 하는 특정 암호화 공격에 대한 보안을 강화합니다.

3. Base58Check 인코딩은 주소를 수동으로 입력하거나 공유할 때 인쇄상의 오류를 감지하기 위해 체크섬을 추가합니다.

4. SegWit(Segregated Witness)는 내부적으로 SHA-256을 사용하지만 사람의 가독성과 QR 코드 사용에 최적화된 다양한 오류 감지 논리를 적용하는 Bech32 인코딩을 도입했습니다.

5. 이더리움 주소는 공개 키의 Keccak-256 해싱에만 의존하여 RIPEMD-160을 건너뛰고 마지막 20바이트를 가져와서 체크섬 규칙을 사용하여 16진수 인코딩을 적용합니다.

자주 묻는 질문

Q1. 두 개의 서로 다른 트랜잭션이 동일한 해시를 생성할 수 있습니까? 생산 블록체인에 사용되는 보안 해싱 알고리즘에서 충돌 확률은 무시할 수 있지만(실용적인 목적에서는 사실상 0임) 수학적으로 불가능하지는 않습니다.

Q2. 블록체인이 해싱 대신 암호화를 사용하지 않는 이유는 무엇입니까? 암호화는 가역성과 기밀성을 의미합니다. 블록체인은 투명성과 불변성을 우선시합니다. 해싱은 데이터를 숨기지 않고 검증 가능한 무결성을 제공합니다.

Q3. 해싱은 채굴과 동일합니까? 아니요. 마이닝에는 유효한 작업 증명 목표가 충족될 때까지 다양한 nonce로 블록 데이터를 반복적으로 해싱하는 작업이 포함됩니다. 해싱은 해당 프로세스 내의 계산 작업일 뿐입니다.

Q4. 양자 컴퓨팅이 현재 해싱 알고리즘을 깨뜨리나요? 양자 컴퓨터는 암호화 해시를 효율적으로 역전시키지는 못하지만 Grover의 알고리즘은 이론적으로 무차별 검색 시간을 줄일 수 있으므로 완전한 교체가 아닌 더 긴 출력 길이가 필요합니다.