Funciones hash – Todo lo que necesitas saber sobre esta técnica crítica

En criptografía y blockchain, el hashing es más que un término técnico: es el fundamento que mantiene los sistemas unidos. Pero, ¿qué es realmente?

¿Qué hace una función hash?

Una función hash es un algoritmo matemático que convierte datos de tamaño arbitrario en una salida de longitud fija. Piénsalo como una herramienta que siempre produce un “dedo de huella” del mismo tamaño, sin importar cuánta información ingreses.

Hay dos tipos principales de funciones hash: convencionales y criptográficas. Estas últimas son las que impulsan las cadenas de bloques y los sistemas de seguridad hacia adelante. Una característica central de estas funciones es que son deterministas: la misma entrada siempre genera la misma salida. Sin variación, sin sorpresas.

Pero aquí está lo realmente interesante: las funciones hash criptográficas están diseñadas como funciones unidireccionales. Eso significa que es fácil crear un hash a partir de una entrada, pero casi imposible hacerlo al revés: reconstruir el original solo a partir del hash. Necesitarías millones de años de poder computacional solo para intentarlo.

¿Cómo funciona en la práctica?

Toma SHA-256, que se utiliza en Bitcoin. Esta función hash siempre produce una salida de 256 bits. Si pasas la palabra “Bitcoin” a través de ella, obtienes un resultado. Cambia solo una letra a “bitcoin” y todo el resultado cambia drásticamente, a pesar de que la entrada es casi idéntica.

Aquí está el ejemplo:

• Entrada: “Bitcoin” → Salida: c6047f944b970d40c98bdf66dedfb86191c0f867b4d6fdbb76efad1e107efc41
• Entrada: “bitcoin” → Salida: 6b88c08733550c7e2e7e9f39b8d5b3e2c1a8d5f6g7h8i9j0k1l2m3n4o5p6q7

SHA-256 es parte del grupo SHA-2. También existen SHA-1 y otras variantes, pero actualmente solo se consideran SHA-2 y SHA-3 como suficientemente seguras para aplicaciones modernas.

¿Por qué es tan importante el hashing?

Las funciones hash resuelven un problema fundamental: ¿cómo verificas que una enorme cantidad de datos no ha sido manipulada sin tener que almacenar todo? Respuesta: usas el hash.

Un pequeño hash puede representar un gigabyte de datos. Si alguien cambia incluso un solo bit del original, el hash será completamente diferente. Esto hace que sea imposible hacer trampa sin ser descubierto.

En Bitcoin se utiliza hashing en todas partes:

• Para enlazar transacciones entre sí
• Para crear un árbol Merkle dentro del bloque
• Para enlazar bloques en una cadena
• Para asegurar que todo permanezca sin cambios

Los tres pilares de la seguridad

Una función hash criptográfica robusta debe tener tres propiedades:

Resistencia a colisiones: Debe ser prácticamente imposible encontrar dos entradas diferentes que produzcan el mismo hash. Teóricamente, las colisiones siempre existen: hay infinitas posibilidades de entradas pero salidas limitadas. Sin embargo, una función hash segura hace que sea tan extremadamente difícil que tomaría más tiempo que la edad del universo.

Resistencia a la preimagen: Dada un hash, no puedes trabajar hacia atrás para encontrar el original. Esto es lo que hace que las funciones unidireccionales sean valiosas para contraseñas y autenticación.

Resistencia a la preimagen: No puedes encontrar un mensaje completamente nuevo que produzca el mismo hash que otro mensaje conocido. Está en algún lugar entre las otras dos propiedades en dificultad.

Minería: Donde la hash se encuentra con la economía

La minería de Bitcoin es donde el hashing realmente muestra su poder. Los mineros deben encontrar un valor hash para su bloque candidato que comience con un cierto número de ceros. Esto se llama enfrentar la dificultad.

No hay atajos: solo tienes que probar entrada tras entrada hasta que tengas éxito. Si la potencia de procesamiento total de la red (hashhastigheten) aumenta, la dificultad se ajusta automáticamente para que la generación de bloques siga siendo aproximadamente cada diez minutos.

Interesantemente, los mineros no necesitan encontrar colisiones únicas. Hay muchas soluciones válidas para un bloque: cualquiera que cumpla con los criterios de dificultad funciona. El primero en llegar a la meta gana.

Este proceso hace que Bitcoin sea robusto. Cuanta más potencia de computación se dedique a la red, más segura se vuelve. Y dado que la minería es costosa económicamente, es una mala idea intentar hacer trampa.

Pensamientos finales

El hashing no es solo una curiosidad técnica; es la columna vertebral de la tecnología blockchain. Junto con la criptografía, las funciones hash permiten tanto la seguridad como la verificación en una escala que de otro modo sería imposible. Ya sea que estés interesado en Bitcoin, Ethereum o cualquier otro protocolo de blockchain, es casi seguro que potentes funciones hash están trabajando tras bambalinas y manteniendo el sistema unido.