Un hash es una función matemática que convierte una entrada de longitud arbitraria en una salida cifrada de longitud fija. Por lo tanto, independientemente de la cantidad original de datos o del tamaño del archivo involucrado, su hash único siempre tendrá el mismo tamaño.
Además, los hashes no se pueden utilizar para “realizar ingeniería inversa” en la entrada de la salida hash, ya que las funciones hash son “unidireccionales” (como una picadora de carne; no se puede volver a poner la carne molida en un filete).
Aún así, si usa dicha función en los mismos datos, su hash será idéntico, por lo que puede validar que los datos sean los mismos (es decir, sin cambios) si ya conoce su hash.
El hash también es esencial para la gestión de blockchain en criptomonedas.
¿Qué es un hash?
- Un hash es una función que cumple con las demandas cifradas necesarias para proteger la información.
- Los hashes tienen una longitud fija, lo que hace que sea casi imposible adivinar el hash si alguien intenta descifrar una cadena de bloques.
- Los mismos datos siempre producirán el mismo valor hash.
- Los hashes son una de las columnas vertebrales de la red blockchain.
- Se desarrolla un hash en función de la información presente en el encabezado de un bloque.
Cómo funcionan los hashes
Las funciones hash típicas toman entradas de longitud variable para devolver salidas de una longitud fija. Una función hash criptográfica combina las capacidades de transmisión de mensajes de las funciones hash con propiedades de seguridad. Las funciones hash son algoritmos que determinan cómo se cifra la información.
Por ejemplo, el algoritmo de hash seguro 256 (SHA-256) pasa por un proceso para cifrar la entrada que recibe mediante:
- Convirtiéndolo a binario
- Creando valores hash
- Inicializando constantes
- Dividir datos en bits
- Crear una programación de mensajes
- Ejecutar un bucle de compresión
- Modificando los valores finales
Al usar SHA-256, la palabra “Hola” producirá una salida con el mismo número de caracteres (64) que “Hola mundo” y “Hola John”. Sin embargo, el hash será significativamente diferente para los tres; tenga en cuenta que las letras mayúsculas cambian el hash también:
- Hola : 185f8db32271fe25f561a6fc938b2e264306ec304eda518007d1764826381969
- Hola mundo : 64ec88ca00b268e5ba1a35678a1b5316d212f4f366b2477232534a8aeca37f3c
- Hola Juan : a8119595d77342cc73c93697a7f70920d3f4ded5d458e31907607e997ff76868
La función utilizada para generar el hash es determinista, lo que significa que producirá el mismo resultado cada vez que se utilice la misma entrada.
SHA 256 puede generar una salida hash en milisegundos con muy poca potencia informática, pero también dificulta la determinación de la entrada.
Esto hace que el hash sea ideal para proteger las criptomonedas porque se necesitarían miles de años para revertir el cifrado y determinar la entrada original con tecnología moderna.
Las funciones hash son estructuras de datos comúnmente utilizadas en sistemas informáticos para tareas como verificar la integridad de mensajes y autenticar información. Las funciones hash criptográficas añaden características de seguridad, lo que dificulta la detección del contenido de un mensaje o información.
En particular, las funciones hash criptográficas presentan estas tres propiedades:
- Están libres de colisiones : esto significa que no deben asignarse dos hashes de entrada diferentes al mismo hash de salida.
- Pueden estar ocultos : es difícil adivinar el valor de entrada de una función hash a partir de su salida.
- Deben ser fáciles de resolver : debería ser difícil seleccionar una entrada que proporcione una salida predefinida. Por tanto, la entrada debe seleccionarse de una distribución lo más amplia posible.
Hashing y criptomonedas
La columna vertebral de una criptomoneda es la cadena de bloques, que es un libro de contabilidad distribuido globalmente formado al vincular bloques individuales de datos de transacciones mediante hash.
La cadena de bloques solo contiene transacciones validadas, lo que evita transacciones fraudulentas y el doble gasto de la moneda. La minería y validación de criptomonedas implica trabajar con este hash.
La resolución de un hash de criptomoneda comienza utilizando el encabezado del bloque anterior como entrada y generando un hash. Cada encabezado de bloque contiene un número de versión, una marca de tiempo, el hash utilizado en el bloque anterior, el hash de la raíz de Merkle, el nonce y el hash de destino.
El objetivo es generar un hash que sea igual o menor que el hash objetivo de la red. En el hash hay una secuencia de números llamada nonce, o número usado una vez. El programa de minería se centra en el nonce, que comienza en cero en el primer intento.
Si el intento falla, el programa suma 1 al nonce y genera el hash nuevamente. Agrega 1 a cada intento fallido hasta generar un hash menor o igual al hash objetivo, luego se acepta como solución.
Resolver el hash requiere que el minero continúe intentando generar el valor correcto, lo que requiere una cantidad significativa de prueba y error. El minero que resuelve el hash recibe la recompensa y el bloque se agrega a la cadena de bloques.
Es muy poco probable que un minero encuentre con éxito el nonce correcto en el primer intento, lo que significa que el minero potencialmente puede probar una gran cantidad de opciones de nonce antes de hacerlo bien.
Cuanto mayor sea la dificultad (una medida de lo difícil que es crear un hash que cumpla con los requisitos del hash objetivo), más tiempo llevará generar una solución.
¿Qué es una función hash?
Las funciones hash son algoritmos que transforman o “mapean” un conjunto determinado de datos en una cadena de bits de tamaño fijo, también conocida como “hash”.
¿Cómo se calcula un hash?
Una función hash utiliza algoritmos complejos que convierten datos de longitud arbitraria en datos de longitud fija (por ejemplo, 256 caracteres). Si cambia un bit en cualquier parte de los datos originales, todo el valor hash cambia, lo que lo hace útil para verificar la fidelidad de archivos digitales y otros datos.
¿Para qué se utilizan los hashes en Blockchains?
Los hashes se utilizan en varias partes de un sistema blockchain. Cada encabezado de bloque contiene el hash del bloque anterior, lo que garantiza que no se haya alterado nada a medida que se agregan nuevos bloques.
Las cadenas de bloques de criptomonedas utilizan hashes para proteger la información y hacer que el libro de contabilidad sea inmutable.
El transfondo de un hash
En una cadena de bloques de criptomonedas, un hash es un número hexadecimal determinista. Esto significa que no importa cuántos caracteres tenga la entrada, el hash siempre tendrá la misma cantidad de caracteres.
Por ejemplo, los hashes de Bitcoin son siempre de 64 dígitos.
Los hashes se utilizan para proteger la información; en el caso de las criptomonedas, se utilizan para garantizar que los datos contenidos en los bloques de una cadena de bloques no se modifiquen.
Los participantes de la red validan la información cifrada por la función hash cuando intentan generar un hash menor que el objetivo de la red.
Una vez que se alcanza el hash objetivo, la red cierra el bloque; se alcanza el consenso después de que se cierra el bloque porque la red continúa validando transacciones y bloquea información después de que se resuelve el hash.