O que é Hash? A impressão digital do Blockchain e a base da encriptação.

No mundo da Blockchain e do Web3, o termo “hash” está por toda parte — desde a geração do seu endereço de Carteira encriptada, até a validação de cada transação de Bitcoin, e até o enlace de cada Bloco na cadeia Blockchain, nada pode ser feito sem esta mágica função matemática. Então, o que é realmente o hash? Por que é tão importante? Vamos desvendar juntos o mistério desta tecnologia fundamental da encriptação.

hash: conceito básico: impressão digital digital

De forma simples, hash é uma função matemática que converte dados de tamanho arbitrário em uma string de comprimento fixo, e o resultado gerado é geralmente chamado de “valor hash” ou “resumo”.

Este processo é como gerar uma impressão digital única para os dados - não importa se os dados originais são uma frase curta ou um livro eletrônico inteiro, após o cálculo da função hash, sempre se obtém uma sequência de caracteres de comprimento fixo.

Hashing: características centrais: por que é tão fiável

A razão pela qual a função hash pode se tornar a pedra angular da segurança da tecnologia Blockchain é que ela possui várias características-chave:

determinístico

Os mesmos dados de entrada, quando calculados através da mesma função de hash, sempre produzem a mesma saída de hash. Não importa quem calcule, quando ou onde, desde que a entrada seja a mesma, a saída será sempre a mesma.

efeito de avalanche

Qualquer pequena mudança nos dados de entrada - mesmo que seja alterar o tamanho de um caractere ou adicionar uma pontuação - resultará em uma enorme mudança no valor hash gerado.

Por exemplo, ao calcular “Hello, World!” usando o algoritmo SHA-256, o valor hash obtido é:

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E ao apenas alterar a letra minúscula “w” para a letra maiúscula “W”, ao inserir “Hello, World!”, o valor hash muda para:

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Este fenômeno em que pequenas mudanças na entrada levam a mudanças significativas na saída é conhecido como efeito avalanche, e é uma capacidade chave da função hash para detectar a alteração de dados.

unicidade

A função hash é unidirecional, o que significa que só é possível calcular o valor hash a partir da entrada, e é quase impossível reverter o valor hash para obter os dados de entrada originais. Esta característica de só poder encriptar e não descriptografar garante a segurança dos dados.

resistência a colisões

Na encriptação, “colisão” refere-se a dois inputs diferentes que produzem a mesma saída de hash. A resistência a colisões refere-se à situação em que encontrar dois inputs diferentes que resultam no mesmo valor de hash é praticamente impossível de calcular.

hash na cadeia de blocos: além da encriptação de moedas

A função hash desempenha múltiplos papéis cruciais na tecnologia blockchain, muito além das transações de criptomoedas:

integridade de dados e proteção contra adulteração

A encriptação é a ferramenta ideal para verificar a integridade dos dados. Qualquer alteração nos dados armazenados resultará numa alteração do seu valor de hash, expondo imediatamente a atividade de manipulação.

No cenário de certificação de dados, os usuários podem calcular o hash dos dados originais e armazenar o valor do hash na blockchain. Quando for necessário verificar a autenticidade dos dados, basta recalcular o hash dos dados e compará-lo com o valor armazenado na cadeia.

enlace seguro da estrutura de Blockchain

A razão pela qual a Blockchain pode tornar-se uma “cadeia” é devido à função hash. Cada bloco inclui o valor hash do bloco anterior, formando um vínculo criptográfico estreito.

Se alguém tentar alterar os dados da transação em um determinado bloco, o hash desse bloco mudará, o que fará com que todos os hashes dos blocos subsequentes também precisem ser alterados. Essa reação em cadeia torna a manipulação extremamente difícil.

mecanismo de consenso de prova de trabalho

Em blockchains que utilizam Prova de Trabalho (PoW) como o Bitcoin, a função hash é o núcleo do processo de mineração. Os mineradores competem para encontrar valores de hash que atendam a padrões de dificuldade específicos (como o número de zeros à frente), e esse processo garante a segurança da rede e permite a adição de novos blocos.

Árvore de Merkle e verificação eficiente

A árvore de Merkle (Merkle Tree) é uma estrutura de dados que utiliza funções de hash para verificar de forma eficiente a integridade de grandes volumes de dados.

No Bitcoin, cada cabeçalho de bloco contém uma raiz de Merkle, que é o único valor hash obtido após o cálculo hash em camadas de todas as transações desse bloco, permitindo verificar rapidamente se uma transação pertence a esse bloco sem precisar baixar todos os dados das transações.

geração de Endereço da Carteira

O seu endereço de carteira de criptomoeda é, na verdade, gerado através de uma função hash. Normalmente, a carteira gera primeiro uma chave privada e, em seguida, obtém uma chave pública através de um algoritmo de encriptação de curva elíptica, e por fim realiza uma operação hash na chave pública para gerar o endereço da carteira.

Algoritmos de hash comuns: a dominância do SHA-256

Entre os muitos algoritmos de hash, o SHA-256 (algoritmo de hash seguro de 256 bits) é um dos algoritmos mais amplamente utilizados atualmente no campo da blockchain.

Independentemente do tamanho dos dados de entrada, o SHA-256 gera sempre um hash de 256 bits (64 caracteres hexadecimais), e essa consistência na saída torna-o muito adequado para o processamento e armazenamento em sistemas de blockchain distribuídos.

hash do futuro: desafios e desenvolvimento

Com o desenvolvimento da tecnologia, a área das funções hash também está em constante evolução:

• Algoritmos pós-quânticos: desenvolver funções hash que possam resistir a ataques de computação quântica
• Otimização de desempenho: procurar algoritmos mais eficientes para melhorar a escalabilidade da Blockchain.
• Novos cenários de aplicação: explorar aplicações inovadoras em identidade digital, certificação descentralizada e outros campos.

Conclusão

A função hash atua como o agente de ligação no mundo Web3, garantindo a segurança, a imutabilidade e a verificabilidade da tecnologia Blockchain através de suas características matemáticas únicas.

Desde a garantia da segurança nas transações financeiras, até a verificação da identidade digital, passando pela provisão de energia para aplicações descentralizadas, a função hash é sempre uma pedra angular de encriptação indispensável na infraestrutura da Blockchain. Compreender o funcionamento do hash é uma lição essencial para qualquer pessoa que deseje entender profundamente a tecnologia Blockchain.

Num mundo cada vez mais digitalizado, esta tecnologia que parece simples, mas que é extremamente poderosa, continuará a estabelecer uma base sólida para nos ajudar a construir um futuro digital mais seguro e confiável.