O que é hashing e como funciona?

O hashing desempenha um papel crítico na indústria de criptomoedas, principalmente quando se trata de garantir a segurança de uma rede blockchain. É um processo fundamental para o mecanismo de consenso de prova de trabalho (PoW) desde que o Bitcoin – a primeira criptomoeda do mundo – estreou em 2009.

O processo de hashing em si é relativamente complicado, mas entendê-lo e sua função para criptomoeda não precisa ser difícil. Neste guia da AAG Academy, explicaremos o hashing em termos simples e veremos como ele ajuda a tornar a criptomoeda tão segura.

O que é a função hash?

Na criptografia, uma função hash é um algoritmo matemático que transforma um valor de entrada (input) de qualquer tamanho em uma saída (output) criptografada, chamada de hash, de tamanho fixo. Em outras palavras, esse processo transforma qualquer sequência de letras e números – que podem ter dezenas de caracteres – em um número hexadecimal de comprimento predeterminado, como os dados dentro de um bloco na blockchain.

Independentemente da quantidade de dados dentro de cada bloco, cada um recebe um algoritmo de hashing do mesmo tamanho. O tamanho pode variar dependendo da função hash utilizada, nem toda blockchain usa o mesmo sistema. Esse processo torna quase impossível descobrir ou adivinhar qual foi a entrada original com base apenas em seu algoritmo de hashing criptografado.

O uso de funções hash tem sido difundido há décadas em sistemas de computador e pode ser usado para muitas coisas, como, por exemplo, verificar se um software não foi adulterado. Desde o lançamento do Bitcoin em 2009, as funções hash tem sido parte integrante da indústria de criptomoedas e desempenha um papel importante para garantir que os dados da blockchain sejam seguros e não possam sofrer interferência.

Como as funções hashing funcionam?

O funcionamento das funções hash podem variar dependendo de como são utilizadas, portanto, para simplificar, vamos nos concentrar em seu uso na indústria de criptomoedas.

Sempre que um usuário envia uma transação para uma blockchain que usa o mecanismo de consenso prova de trabalho (PoW), como o Bitcoin, ele entra em uma fila de solicitações que aguardam para serem validadas por uma rede composta por milhares de nós e mineradores. Isso requer a criação de um novo bloco, no qual várias transações são agrupadas.

Depois que as transações são processadas e aprovadas, o bloco é fechado e adicionado ao restante da cadeia que compõe o livro razão distribuído da rede. No entanto, antes de ser adicionado à cadeia, cada bloco recebe um hash, que é criado pegando todos os dados que o bloco contém e, em seguida, executando um algoritmo matemático que o transforma em uma sequência única de caracteres.

O comprimento dessa sequência depende da função hash usada. Por exemplo, o Bitcoin usa um método conhecido como SHA-256, o que significa que todos os hashes do Bitcoin têm 256 caracteres, independentemente da quantidade de dados que cada bloco contém. Outros na indústria de criptomoedas podem ter apenas 128 caracteres e alguns até 512 caracteres.

Contanto que os dados inseridos permaneçam os mesmos, o hash também será o mesmo. No entanto, se os dados forem alterados – mesmo por apenas um caractere – o hash se tornará totalmente diferente. Isso evita que qualquer bloco seja adulterado, pois alterar seu hash significa que ele não será mais reconhecido pelo restante da cadeia e, portanto, será rejeitado.

Para tornar as blockchains de criptomoeda ainda mais seguras, existem certas condições que cada hash deve atender. Com o Bitcoin, por exemplo, o hash deve começar com um certo número de zeros, que pode mudar dependendo do quão ocupada está a rede. Isso significa que os mineradores devem tentar muitas entradas diferentes até que possam gerar um hash que atenda ao limite.

Esse processo requer hardware sofisticado para ser executado com eficiência, e é por isso que o sistema PoW consome tanta energia — e é tão competitivo. É também a razão pela qual os mineradores gastam tanto dinheiro em plataformas de computador poderosas em um esforço para obter vantagem sobre os outros e aumentar suas chances de serem recompensados com o novo BTC.

Quais são as funções hashes usadas em cripto?

Como mencionamos acima, diferentes funções hash produzem outputs diferentes, e um grande número delas é usado em todo o setor de criptomoedas. Além da função SHA-256 usada pelo Bitcoin, outras funções populares incluem:

• Ethash
• Equihash
• Cryptonight
• PIVX
• Scrypt
• X11

Todas essas funções são usadas em sistemas de prova de trabalho da mesma maneira que a rede Bitcoin as usa. Embora produzam resultados semelhantes, o tempo que leva para usá-los, quão seguros são e outros fatores podem variar. A função SHA-2 é considerada uma das mais seguras na indústria de criptomoedas.

Quão seguros são algoritmos de hashing?

Embora algumas funções hash sejam consideradas mais seguras do que outras – geralmente porque resultam em uma sequência de hash mais longa – todas são consideradas incrivelmente seguras, e é por isso que o hash é usado com tanta frequência em todo o setor de criptomoedas e em muitos outros. Como mencionamos anteriormente, é quase impossível descobrir uma parte dos dados de entrada (input) com base em seu hash.

Alterar input de qualquer maneira também resulta em um hash totalmente diferente. Por exemplo, se você atribuir um hash a um software, como um aplicativo de computador, os usuários poderão verificar sua autenticidade simplesmente verificando se o hash corresponde ao original. Se alguém mau intencionado adulterar o software de alguma forma, o hash não irá mais corresponder e será fácil de determinar que não é genuíno.

A blockchain leva isso um passo adiante para aumentar a segurança. Cada vez que um novo bloco é criado, seu cabeçalho contém o hash usado no bloco anterior, de modo que cada bloco é fortemente vinculado. É assim que a rede sabe quando um hash é alterado: ele não pode mais ser vinculado a um bloco anterior e, portanto, é excluído da cadeia de blocos.

Quando todas essas coisas são levadas em consideração, podemos ver que as funções hash – especialmente quando usadas em criptomoedas – são incrivelmente seguras. Se não fossem, a indústria já teria mudado para uma solução melhor, e as funções hash não continuariam sendo tão importantes para o sistema PoW usado pela maioria das criptomoedas existentes hoje.

References

• What is a hash
• Hash
• What is hashing
• Cryptocurrency hashing algorithms