السحر وراء أمان البلوكتشين: كشف النقاب عن دوال التجزئة

لقد كنت غارقًا في عالم blockchain لسنوات، وسأخبرك بهذا - وظائف التجزئة هي الأبطال المجهولون الذين يحافظون على هذا النظام الفوضوي بالكامل من الهبوط. لكن معظم الشروحات تجعلها تبدو مملة للغاية.

دعني أوضح الأمر بوضوح: دالة التجزئة تشبه ذلك الصديق الذي يمكنه تذكر كل ما تقوله حرفيًا لكنه لن يكرره أبدًا. أعطه أي بيانات - معاملة، رسالة، رقم هاتف شريكك السابق - وسيخرج سلسلة ثابتة الطول من الهراء تمثل تلك البيانات بشكل فريد.

SHA-256 هو النجم في عالم دوال التجزئة في مجال التشفير. إنه موجود في كل مكان في بيتكوين، محولًا معاملاتك إلى بصمات رقمية بحجم 256 بت. ما هو مثير للاهتمام ( وشيء محبط قليلًا ) هو مدى قسوة هذه الدوال - إذا قمت بتغيير حرف واحد فقط في المدخلات، فإن المخرجات تصبح غير قابلة للتعرف تمامًا. لقد قضيت ساعات في تصحيح الأخطاء الناتجة عن هذا "تأثير الانهيار."

لماذا تُعتبر دوال التجزئة رائعة بالفعل

عندما بدأت العمل مع البلوكشين لأول مرة، لم أستطع أن أفهم لماذا كان الجميع مهووسًا بهذه الأشياء المتعلقة بالتجزئة. الآن أفهم. إنهم حراس الأمان المثاليون:

1. شارع ذو اتجاه واحد: حاول عكس التجزئة للحصول على البيانات الأصلية. تفضل، سأنتظر... إلى الأبد. هذه القابلية للعكس هي ما يحافظ على أصولك المشفرة من أن تُسرق من خلال الحيل الرياضية.

2. التجزئة الرقمية: كل قطعة من البيانات تحصل على تجزئة فريدة لها. من المستحيل ( حسنًا، من غير المحتمل بشكل كبير) أن تؤدي مدخلات مختلفة إلى إنتاج نفس تجزئة الإخراج - وهي خاصية تُعرف باسم "مقاومة الاصطدام." لقد حاولت فرض الاصطدامات كتجربة. كان ذلك مضيعة كاملة لموارد الحوسبة.

3. بناء السلسلة: يحتوي كل كتلة على التجزئة للكتلة السابقة. وهذا يخلق تلك السلسلة الشهيرة غير القابلة للتغيير التي تجعل البلوكشين آمناً للغاية. العبث بمعاملة واحدة، وستكسر السلسلة بأكملها.

عندما يقوم المعدنون ب"التعدين"، فإنهم في الأساس يحاولون العثور على تجزئة سحرية تبدأ بعدد معين من الأصفار. إنه مثل محاولة قلب مليون عملة والحصول على جميعها وجهاً. مكلف من الناحية الحاسوبية للغاية، لكن هذا ما يؤمّن الشبكة.

الجانب المظلم الذي لا يتحدث عنه أحد

لنكن صادقين - وظائف التجزئة ليست مثالية. إنها عرضة لهجمات نظرية معينة، وتهدد الحوسبة الكمومية في النهاية بكسر بعض خوارزميات التجزئة الحالية لدينا. لا تزال هجمة 51% الشهيرة تجعل مطوري الشبكات ساهرين طوال الليل.

واستهلاك الطاقة في أنظمة إثبات العمل؟ جنوني تمامًا. لا عجب أن العديد من الشبكات تتحول نحو أنظمة إثبات الحصة التي لا تعتمد على مسابقات التجزئة.

لقد رأيت المطورين يضعون ثقة كبيرة في التجزئة دون فهم حدودها. التجزئة آمنة فقط بقدر أمان النظام الذي ينفذها. يمكن أن تترك التنفيذات السيئة ثغرات أمنية كبيرة بغض النظر عن مدى صحة التجزئة رياضيًا.

السوق الحالي للعملات المشفرة يركب عالياً على أمان التجزئة، لكننا على بعد اختراق واحد فقط من الحاجة إلى خوارزميات جديدة تماماً. لعبة القط والفأر بين علماء التشفير والمهاجمين لا تنتهي أبداً.

تعمل دوال التجزئة كأنها الأساس الخرساني للبلوكتشين - غير مرئية، وغير مثيرة، ولكن إذا فشلت، فإن المبنى بأسره سيسقط. في المرة القادمة التي تقوم فيها بإجراء معاملة مشفرة، خصص بعض الوقت للتفكير في دالة التجزئة المتواضعة التي تعمل بجد للحفاظ على أمان أصولك الرقمية.