درهم سازی (hashing)

درهم سازی (Hashing): معروف ترین الگوریتم ها و کاربردهای مختلف آن در فناوری بلاک چین

در علوم کامپیوتر، هش کردن فرآیند تبدیل داده‌های ورودی با اندازه دلخواه به خروجی با اندازه ثابت است، که معمولاً دنباله‌ای از اعداد و حروف است که به عنوان اثر انگشت دیجیتال منحصر به فرد برای داده‌های ورودی عمل می‌کند. هش به دست آمده یک تابع قطعی و یک طرفه است، به این معنی که از نظر ریاضی تولید داده‌های ورودی اصلی از هش غیرممکن است و هر تغییری در داده های ورودی منجر به خروجی هش متفاوتی می شود. هش کردن معمولاً در امنیت رایانه، ذخیره سازی داده‌ها و رمزنگاری استفاده می شود، زیرا راهی سریع و کارآمد برای تأیید صحت و صحت داده ها ارائه می دهد. در این پست وبلاگ، معروف‌ترین الگوریتم‌های هش، کاربردهای مختلف آن‌ها و نحوه استفاده از آن‌ها در فناوری بلاک چین را بررسی خواهیم کرد.

معروف ترین الگوریتم‌های درهم سازی

1. SHA-256
   SHA-256 که مخفف Secure Hash Algorithm 256-bit است، یکی از پرکاربردترین الگوریتم های هش در جهان است. این توسط آژانس امنیت ملی (NSA) توسعه یافته است و توسط بیت کوین و بسیاری از ارزهای دیجیتال دیگر استفاده می شود. SHA-256 یک هش 256 بیتی تولید می کند، به این معنی که یک خروجی منحصر به فرد 256 بیتی برای هر ورودی ایجاد می‌کند. SHA-256 به عنوان یکی از امن ترین الگوریتم های هش در جهان شناخته می شود.
2. MD5
   MD5 که مخفف Message Digest 5 است، یک الگوریتم هش پرکاربرد است که توسط Ron Rivest در سال 1991 توسعه داده شد. این هش 128 بیتی تولید می کند، به این معنی که خروجی منحصر به فردی از 128 بیت برای هر ورودی ایجاد می کند. MD5 دیگر ایمن در نظر گرفته نمی شود و نباید برای برنامه هایی که به امنیت قوی نیاز دارند استفاده شود.
3. SHA-3
   SHA-3 که با نام Keccak نیز شناخته می شود، یک الگوریتم هش است که در سال 2012 به عنوان برنده رقابت تابع هش NIST انتخاب شد. بسته به نیاز کاربر، مقادیر هش 224، 256، 384 یا 512 بیت را تولید می کند. SHA-3 به گونه ای طراحی شده است که سریع و ایمن باشد و به طور فزاینده ای در جامعه بلاک چین محبوب می شود.

کاربردهای مختلف درهم سازی

1. ذخیره سازی رمز عبور
   یکی از رایج ترین کاربردهای هش برای ذخیره رمز عبور است. هنگامی که کاربر در یک وب سایت حساب کاربری ایجاد می کند، رمز عبور او هش شده و در پایگاه داده وب سایت ذخیره می شود. هنگامی که کاربر وارد می شود، رمز عبور او دوباره هش می شود و هش با رمز ذخیره شده در پایگاه داده مقایسه می شود. اگر هش ها مطابقت داشته باشند، به کاربر اجازه دسترسی به حساب خود داده می شود. هش کردن رمزهای عبور برای امنیت ضروری است زیرا تضمین می کند که حتی اگر یک هکر به پایگاه داده وب سایت دسترسی پیدا کند، نمی تواند رمزهای عبور را به صورت متن ساده ببیند.
2. یکپارچگی داده
   هش کردن نیز معمولا برای تایید یکپارچگی داده ها استفاده می شود. برای مثال، اگر فایلی قبل از ارسال هش شده باشد، گیرنده می‌تواند هنگام دریافت فایل، آن را هش کند و هش را با هش اصلی مقایسه کند تا تأیید کند که فایل در حین ارسال دستکاری نشده است.
3. امضاهای دیجیتال
   امضای دیجیتال با هش کردن یک پیام و رمزگذاری هش با یک کلید خصوصی ایجاد می شود. سپس هش رمزگذاری شده به پیام متصل می شود و یک امضای دیجیتال ایجاد می کند. هنگامی که گیرنده پیام را دریافت می کند، می تواند خود پیام را هش کند، امضای دیجیتال را با کلید عمومی فرستنده رمزگشایی کند و برای تأیید صحت پیام، این دو هش را مقایسه کند.

درهم سازی در فناوری بلاک چین

در یک بلاک چین، هر بلوک حاوی یک هش منحصر به فرد است که با استفاده از داده های ذخیره شده در بلوک تولید می شود. هش به عنوان یک اثر انگشت دیجیتال عمل می کند که به طور منحصر به فرد بلوک و تمام داده های موجود در آن را شناسایی می‌کند. این امر باعث می‌شود که تغییر داده‌های موجود در بلوک بدون باطل کردن هش و کل زنجیره بلوک‌های قبل از آن، عملاً غیرممکن باشد.

هنگامی که یک بلوک جدید به بلاک چین اضافه می شود، حاوی یک هش از بلاک قبلی است. این یک زنجیره از بلوک ها را ایجاد می کند که هش هر بلوک به عنوان پیوندی به هش بلوک قبلی عمل می کند. نتیجه یک رکورد امن و تغییرناپذیر از تراکنش‌ها است که بدون شناسایی نمی‌توان آنها را دستکاری یا تغییر داد.

درهم سازی همچنین برای تایید تراکنش ها در بلاک چین استفاده می شود. هنگامی که تراکنش انجام می شود، هش می شود و هش حاصل برای اعتبارسنجی به شبکه ارسال می شود. گره های شبکه که اساساً رایانه هایی هستند که نرم افزار بلاک چین را اجرا می کنند، از الگوریتم های پیچیده برای تأیید تراکنش و اطمینان از قانونی بودن آن استفاده می کنند.

هنگامی که تراکنش تایید شد، به یک بلوک اضافه می شود و هش بلوک ایجاد می شود. سپس این هش به همراه هش های تمام بلوک های قبلی در زنجیره به زنجیره بلوک اضافه می شود. این یک رکورد امن و بدون دستکاری از تمام تراکنش‌های بلاک چین ایجاد می‌کند.

هش علاوه بر استفاده در ذخیره سازی و تأیید داده ها، برای ایمن سازی خود شبکه بلاک چین نیز استفاده می شود. به عنوان مثال، در بلاک چین های اثبات کار (PoW) مانند بیت کوین، ماینرها برای حل مسائل پیچیده ریاضی به منظور تولید بلوک های جدید و کسب پاداش با یکدیگر رقابت می کنند. اولین ماینری که مشکل را حل می کند و یک بلاک جدید ایجاد می کند، با ارز دیجیتال پاداش می گیرد.

برای جلوگیری از تقلب توسط ماینرها با ایجاد بلوک های نامعتبر یا تلاش برای خرج کردن چندین بار یک ارز دیجیتال، شبکه از الگوریتم های هش برای تأیید هر بلوک و تراکنش استفاده می کند. این تضمین می کند که فقط بلوک های معتبر به بلاک چین اضافه می شوند و شبکه امن و غیرمتمرکز باقی می ماند.

به طور کلی، هش کردن یک جنبه حیاتی از فناوری بلاک چین است که ذخیره سازی، تأیید و امنیت شبکه ایمن و کارآمد را امکان پذیر می کند. هش با ایجاد یک رکورد ضد دستکاری از تمام تراکنش‌های زنجیره بلوکی، پتانسیل ایجاد انقلابی در صنایع مختلف از امور مالی گرفته تا مراقبت‌های بهداشتی و مدیریت زنجیره تامین را دارد.