هش چیست و چه نقشی در ارز دیجیتال دارد؟

دنیای ارزهای دیجیتال آنقدر گسترده است که روز به روز اصطلاحات جدیدی به آن اضافه می شود. اگر شما هم در این بازار فعال بوده باشید احتمالا تا به حال با هش، هش ریت و اصطلاحاتی از این قبیل برخورد داشته اید. شاید معنای آن را فهمیده باشید و یا شاید هم ندانید دقیقا این اصطلاحات به چه معنایی به کار می روند.

برای اطلاع دقیق از تمامی این واژگان و اصطلاحات و چگونگی کاربرد هش، هشینگ و الگوریتم هشینگ، پیشنهاد می کنیم تا پایان این مقاله با ما همراه باشید.

هش چیست؟

“هش” واژه ایست که اگر چندبار چرخی در مقالات مرتبط با ارز دیجیتال زده باشید، حتما آن را دیده اید. اما این اصطلاح تنها مختص به بازار ارزهای دیجیتال نبوده و کاربردهای مختلفی داشته است.

پس شاید بد نباشد، پیش از آنکه به مفهوم هش در بازار ارزهای دیجیتال بپردازیم، مفهوم این اصطلاح را به طور کلی تعریف کنیم:

” تابع هش (Hash Function) درواقع تابعی است که یک ورودی از اعداد و حروف را با طولی ثابت به به صورت رمزنگاری شده تبدیل می کند”

از توابع هش در سرتاسر فضای اینترنتی استفاده می شود. این استفاده در ذخیرۀ کلمۀ عبور، ذخیرۀ سریع، یافتن سوابق تکراری و بازیابی اطلاعات و مواردی چنین استفاده می شود.

از آنجایی که هش بر اساس یک الگوریتم ایجاد شده که می توان از آن در فضای مدیریت بلاک چین در فضای کریپتوکارنسی استفاده کرد. اگر بخواهیم بهتر بگوییم، هش ساز و کار اساسی فضای بلاک چین محسوب می شود و در ایجاد فناوری بلاک چین سهمی اساسی را ایفا می کند.

اما برای بهتر فهمیدن هش، بهتر است اطلاعاتی دربارۀ هش کردن یا هشینگ داشته باشید!

هش کردن یا هشینگ چیست و چگونه کار می‌کند؟

همانطور که گفتیم از هشینگ برای انتقال پیام به صورت رمزنگاری شده بر اساس تابعی ثابت استفاده می شود. مثلا ممکن است شما بخواهید پیامی را به صورت رمزنگاری به شخصی برسانید که لازم باشد آن پیام همچنان در قالبی که شما می خواهید به دست او برسد.

در این شرایط شما مجبور هستید آن پیام را چندبار ارسال کنید. اما همۀ پیام ها یک کلمه ای و کوتاه و مختصر نیست، برخی بلندند و نیاز است تا با استفاده از یک الگوریتم ثابت، آن را رمزنگاری کرده و مخابره کنیم. به طوری که پیام ما، دقیقا در همان قالبی باشد که قصد ارسال آن را داریم. برای واضح تر شدن این مساله، بد نیست به یک مثال توجه کنید:

فرض کنید که قصد داریم کلمۀ ساده ای همچون ” سلام” را به استفاده از توابع هش رمزگذاری کرده و منتقل کنیم. این کلمه با استفاده از تابع هشت به صورت : 78903c575b0dda53c4a7644a2dd36d0e خواهد بود.

طول این تابع هش شده ثابت بوده و با تغییر در هر جز از کلمه، تابع هش خروجی متفاوت خواهد بود. یعنی اگر به جای سلام، بخواهیم کلمه ” سلام!” را به صورت تابعی از هش دربیاوریم، پاسخ کاملا متفاوت خواهد بود.

همانطور که گفتیم، توابع هش در دنیای ارزهای دیجیتال بسیار پر اهمیتند. غلو نیست اگر بگوییم ارزهای دیجیتال برای آنکه بتوانند امن و البته همیشه زنده بمانند، به توابع هش وابسته‌اند. اکثر عملیات‌های ایجاد شده در بلاک‌چین بر اساس توابع هش است و امنیت این حوزه را فراهم می‌کند.

هش ریت چیست؟

درست است که گفته بودیم از توابع هش در سرتاسر فضای دیجیتال استفاده می شود، اما این تابع نقشی اساسی و مهم را در دنیای ارزهای دیجیتال دارد. چگونه؟ خب برای شما توضیح خواهیم داد:

به رقمی که قدرت پردازش یک ماینر را نشان می دهد تراهش گفته می شود.

همانطور که می‌دانید در عملیات ماین کردن بیت کوین، ماینر ها باید عملیات ریاضی ای را حل کنند تا موفق به ماین و استخراج بیت کوین شوند. این معادله یا رمزگشایی درواقع حل کردن همان رمزی است که با توابع هش ساخته شده است. هش ریت یا هش پاور (hash Power) درواقع همان معیاری است که نشان می دهد یک ماینر با چه سرعتی عملیات ماین را انجام می دهد و این معادله را حل خواهد کرد.

واحد هش ریت چگونه اندازه گیری می شود؟

برای اندازه گیری هشت ریت یا نرخ هشت، باید از واحد هش بر ثانیه (H/S) استفاده کرد. این فرمول درواقع برای محاسبۀ نرخ هش در هر ثانیه به کار می شود. هشت ریت درواقع دارای واحدهای کوچیکتر و بزرگتری است که در زیر تعدادی از آن ها آورده شده است:

• یک کیلوهش بر ثانیه ( 1 KH/S) که برابر است با : یک هزار هش بر ثانیه

• یک مگا هش بر ثانیه (1 MH/ S) که برابر است با : یک میلیون هش بر ثانیه

• یک گیگا هش بر ثانیه (1 GH/S) که برابر است با : یک میلیارد هش بر ثانیه

• یک تراهش بر ثانیه (1 TH/S) که برابر است با : یک تریلیون هش بر ثانیه

• یک پتاهش بر ثانیه (1PH/S) که برابر است با : یک کوادریلیون هش بر ثانیه

• یک اگزاهش بر ثانیه (1 EH/S) که برابر است با : یک کوئینتیلیون هش بر ثانیه

• یک زتاهش بر ثانیه(1 ZH?S) که برابر است با : یک سکستیلیون هش بر ثانیه

• یک یوتاهش بر ثانیه (1 YH/S) که برابر است با : یک سپتلیون هش بر ثانیه

الگوریتم های هشینگ

الگوریتم های هش زیادی برای رمز نگاری وجود دارد که در زیر از جدیدترین تا قدیمی ترین آن ها آورده شده است:

الگوریتم Blake

بلیک یکی از الگوریتم هایی است که دارای 2 نوع متفاوت است. درواقع در یک نوع آن از کلمات 32 بیتی استفاده می شود و طول هش آن حداکثر 256 بیت است اما در دیگری از کلمات 64 بیتی استفاده می شود که طول هش آن به 512 بیت می رسد.

شناخته شده ترین عضو در خانوادۀ الگوریتم بلیک، Blake2 است و در سال 2012 معرفی شد. هرچند الگوریتم های معرفی و منتشر شده پیش از بلیک بسیار پرکاربرد بودند اما متاسفانه امنیت بالایی نداشته و بسیار آسیب پذیر بودند و همین دلیلی بود برای اینکه Blake2 در جهت رفع همین مشکل و البته کارایی بالاتر معرفی شود.

Blake2 در واقع به دو زیرگروه Blake2b و Blake2s تقسیم می شود که از الگوریتم های هش پیش از خود بسیار بالاتر و از لحاظ امنیت نیز با آخرین نسخۀ الگوریتم هش ایمن برابری می کند.

الگوریتم Whilpool

الگوریتم Whilpool برای اولین بار در سال 2000 منتشر شد. در این الگوریتم، هر پیام با طولی کمتر از 2256 بایت دریافت و هش رمزنگاری شده با اندازه 512 بیت (64 بایت) تولید می شود. در هش 512 بیتی این الگوریتم، اعداد به صورت اعداد 128 رقمی نمایش داده می شود.

ویرپول از سال 2000 تا کنون دوبار مورد بازبینی قرار گرفته است. در بار اول، با تغییر S-box پیاده سازی این الگوریتم بر روی سخت افزار آسان شد و نام Whirpool-T بر روی آن قرار داده شد. در بار دوم بازبینی در سال 2003 نقصی که سبب کاهش امنیت میشد پیدا و برطرف شد و در نهایت نسخۀ اصلی آن به نام Whirpool شناخته شد.

الگوریتم SHA

SHA که درواقع صورت اختصاری (Secure Hash Algorithm) بوده و به معنای الگوریتم هش ایمن است. این الگوریتم درواقع مجموعه ای است از الگوریتم هایی که توسط موسسه ملی استاندارد و فناوری ایالت متحده ایجاد شده بود و در سال 1993 توسعه یافت.

البته این نسخه همچنان جای کار داشته و پس از رفع نقایص آن به نسخۀ جدیدتر و اصلاح شده تری به نام SHA-1 تبدیل شد. SHA-1 درواقع یک تابع هش 160 بیتی است و توسط آژانس امنیت ملی ایالات متحده و با هدف امضای دیجیتال کردن بخشی از الگوریتم طراحی شد.

البته در سال 2005 رخنه های امنیتی ای در این الگوریتم تشخیص داده شد که نشانی بود از نفوذپذیری احتمالی آن. و همین مسیری بود که باعث به وجود آمدن الگوریتم های متعدد و متفاوت در سالهای دیگر شد.

هش ریت بیت کوین چیست؟

همانطور که گفتیم واحد اندازه گیری هش ریت، هش بر ثانیه یا H/S است. از این معیار برای اندازه گیری قدرت یک ماینر در ماینینگ بیت کوین استفاده می شود.

به عنوان به مثال اگر هشت ریت یک دستگاه 60 هش بر ثانیه باشد، یعنی در هر ثانیه 60 هش متفاوت به عنوان پاسخ برای حل بلوک که درواقع معما محسوب می شود، ارائه می شود. درواقع هرچقدر عدد هش ریت بالاتر می شود، ماینینگ یک بیت کوین دشوارتر خواهد شد.

این شرایط در استخراج بیت کوین به گونه ای است که سختی شبکه به طور منظم تنظیم می شود تا زمانی که در نهایت مقدار ثابتی بیت کوین استخراج شود. در این شرایط، هرچقدر ماینرهای بیشتری وارد یک شبکه شوند، سختی شبکه افزایش می یابد. نرخ هش بالاتر در هر ماینر در این شرایط، باعث بالا رفتن شانس بیشتر برای کسب پاداش خواهد بود.

هر تراهش چند بیت کوین است؟

در حال حاضر، نرخ هش فعلی بیت کوین پنجاه اگزاهش بر ثانیه است. البته این نرخ با اضافه شدن ماینرها و به تبع آن افزایش سختی نیز افزایش پیدا می کند.