Funções de hash – Tudo o que você precisa saber sobre esta técnica crítica

Na criptografia e blockchain, a hash é mais do que um termo técnico – é a base que mantém os sistemas juntos. Mas o que é realmente?

O que faz uma função hash?

Uma função de hash é um algoritmo matemático que transforma dados de tamanho arbitrário em uma saída de comprimento fixo. Pense nisso como uma ferramenta que sempre produz o mesmo tamanho de “impressão digital” independentemente de quanta informação você insere.

Existem dois tipos principais de funções hash: convencionais e criptográficas. As últimas são o que impulsiona as blockchains e os sistemas de segurança para a frente. Uma característica central dessas funções é que elas são determinísticas – a mesma entrada gera sempre a mesma saída. Nenhuma variação, nenhuma surpresa.

Mas aqui está o realmente interessante: as funções de hash criptográficas são projetadas como funções unidirecionais. Isso significa que é fácil criar um hash a partir de dados de entrada, mas quase impossível reverter – recriar o original a partir apenas do hash. Você precisaria de milhões de anos de poder computacional apenas para tentar.

Como funciona na prática?

Use o SHA-256, que é utilizado no Bitcoin. Esta função hash produz sempre uma saída de 256 bits. Se você passar a palavra “Bitcoin” por ela, obterá um resultado. Mude apenas uma letra para “bitcoin” e todo o resultado muda drasticamente - apesar de que a entrada é quase idêntica.

Aqui está o exemplo:

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

SHA-256 faz parte do grupo SHA-2. Há também SHA-1 e outras variantes, mas atualmente apenas SHA-2 e SHA-3 são considerados suficientemente seguros para aplicações modernas.

Por que a hash é tão importante?

As funções hash resolvem um problema fundamental: como você verifica se uma enorme quantidade de dados não foi manipulada sem precisar armazenar tudo? Resposta: você usa o hash.

Um pequeno hash pode representar um gigabyte de dados. Se alguém alterar mesmo um único bit do original, o hash ficará completamente diferente. Isso torna impossível fraudar sem ser descoberto.

No Bitcoin, o hashing é utilizado em todo o lado:

• Para vincular transações juntas
• Para criar árvores Merkle dentro do bloco
• Para vincular blocos em uma cadeia
• Para garantir que tudo permaneça inalterado

Os três pilares de segurança

Uma função hash criptográfica robusta deve ter três propriedades:

Resistência a colisões: Deve ser praticamente impossível encontrar duas entradas diferentes que produzam o mesmo hash. Teoricamente, colisões sempre existem – há infinitas possibilidades de entradas, mas saídas limitadas. No entanto, uma função hash segura torna isso tão extremamente difícil que levaria mais tempo do que a idade do universo.

Resistência à pré-imagem: Dada uma hash, você não pode trabalhar para trás para encontrar o original. Isso é o que torna as funções unidirecionais valiosas para senhas e autenticação.

Resistência à pré-imagem: Não é possível encontrar uma mensagem completamente nova que produza o mesmo hash que outra mensagem conhecida. Está em algum lugar entre as outras duas propriedades de dificuldade.

Mineração: Onde hashing encontra economia

A mineração de Bitcoin é onde a hashing realmente mostra seu poder. Os mineradores precisam encontrar um valor de hash para seu bloco candidato que comece com um certo número de zeros. Isso é chamado de enfrentar a dificuldade.

Não há atalhos - você só precisa experimentar entrada após entrada até ter sucesso. Se a potência computacional total da rede (hashhastigheten) aumentar, a dificuldade será ajustada automaticamente para que a geração de blocos permaneça em cerca de dez minutos.

Curiosamente, os mineradores não precisam encontrar colisões únicas. Existem muitas soluções válidas para um bloco - qualquer uma que atenda aos critérios de dificuldade funciona. O primeiro a chegar ao objetivo vence.

Este processo torna o Bitcoin robusto. Quanto mais poder computacional for dedicado à rede, mais segura ela se torna. E como a mineração é cara economicamente, é uma má ideia tentar enganar.

Pensamentos finais

A hashagem não é apenas uma curiosidade técnica – é a espinha dorsal da tecnologia blockchain. Juntamente com a criptografia, as funções hash possibilitam tanto a segurança quanto a verificação em uma escala que de outra forma seria impossível. Independentemente de você estar interessado em Bitcoin, Ethereum ou qualquer outro protocolo de blockchain, é quase certo que poderosas funções hash estão trabalhando nos bastidores e mantendo o sistema unido.