هش چیست؟ همه چیز درباره هش و هش ریت

زمانی که در بازار ارزهای دیجیتال واریز یا برداشت کوین یا رمز ارزی انجام می‌دهید برای پیگیری آن تراکنش عبارتی متفاوت برای شما ثبت می‌شود که با نام هش (Hash) یا شناسه تراکنش شناخته می‌شود. شناسه تراکنش تابعی است که ورودی از حروف و اعداد را به یک خروجی رمزنگاری با طولی ثابت تبدیل می‌کند. همچنین این فناوری در سرتاسر اینترنت به‌منظور ذخیره ایمن کلمه‌عبور، یافتن سوابق‌تکراری، ذخیره سریع و بازیابی اطلاعات و مواردی از این شکل به کار می‌برند.

البته شناسه تراکنش با استفاده از یک الگوریتم ایجاد می‌شود که این الگوریتم برای مدیریت بلاک چین نیز محسوب می‌شود. همچنین هش یا Transaction ID که به عنوان (TXID) هم شناخته می‌شود جزو اصطلاحات رایج بازار ارزهای دیجیتال است که برای کار در این بازار مالی نیاز است حتما با این اصطلاح آشنا شوید. البته برای درک بهتر این مفهوم موارد دیگری نیز وجود دارد که در روند کار در حوزه ارزهای دیجیتال می‌تواند برایتان سودمند باشد. با در نظر داشتن داشتن این موضوع ما قصد داریم به توضیح کامل‌تری در خصوص هش ریت و هشینگ و همچنین وارد زیر بپردازیم.

هشینگ به چه معناست؟

هشینگ (Hashing) در ایجاد فناوری بلاک چین، نقش بسیار ضروری است و در واقع به‌عنوان پایه و اساس شبکه بلاک چین نیز محسوب می‎شود. اگر بخواهیم به‌زبان ساده بگوییم؛ هشینگ با استفاده از یک تابع ریاضی مقداری را به مقدار دیگر تبدیل می‌کند. یعنی ممکن است شما داده‌ای را به مقدار مشخصی وارد Hashing کنید اما مقداری عبارتی که به شما تحویل داده می‌شود به صورت رمز نگاری شده و متفاوت است. همچنین این فناوری یکی از راه‌های ایجاد امنیت در هنگام انتقال پیام است؛ یعنی Hashing زمانی که بخواهیم پیام مورد نظر تنها برای یک گیرنده خاص قابل شناسایی باشد کاربرد دارد. برای درک بهتر این موضوع یک مثال ساده می‌زنیم:

تصور کنید شما می‌خواهید پیام مهم را به شخصی ارسال کنید و این پیام باید در همان قالب به‌دست آن شخص برسد. خب چگونه این کار را انجام می‌دهید؟ یکی از روش‌ها این است که آن پیام را چندین‌بار ارسال کنیدد تا مطمئن شوید محتویات آن بدون تغییر است. اما اگر محتوای پیام خیلی طولانی بود، چه کنیم؟ تایید صحت هر حرف با انجام این کار، غیر عملی و کاملا خسته کننده است. در این زمان است که “هشینگ” نقش بسیار مهمی را ایفا می کند.

با استفاده از یک الگوریتم Hashing، اطلاعات در اندازه‌ای ثابت فشرده می‌شوند. مثلا اگر جمله “علی به مدرسه می‌رود” را توسط الگوریتم به Hash تبدیل کنیم، به‌طور مثال به عبارت 5d648fgds خواهیم رسید. در فضای بلک‌چین این عبارت را به عنوان Hash می شناسند. همچنین زمانی که می‌خواهید فایل‌ها و دیتاها را شناسایی کنیم یا با هم مقایسه کنیم، هش‌ ها نقش بسیار مهمی دارند. برای رایانه‌ها نیز مقایسه اطلاعات به‌صورت مقادیر Hash، بسیار ساده‌تر از شکل اصلیشان است.

Hash و Hashing چه کاربردهایی دارد؟

به طور روزانه، اکثر کاربران در خصوص گذرواژه‌های خود از فرایند Hashing استفاده می‌کنند. به‌عنوان مثال، زمانی که می‌خواهید یک آدرس ایمیل و رمز عبور برای خود ایجاد کنید، سایت مورد نظر ایمیل و گذرواژه شما را به‌همان صورت ذخیره نمی‌کند.

در عوض رمز عبور شما را از طریق یک الگوریتم هشینگ اجرا می‌کند و سپس Hash رمز عبور شما را ذخیره می‌کند. هر بار که می‌خواهید به ایمیلتان وارد شوید، آن سایت رمز عبوری را که وارد می‌کنید به Hash تبدیل می‌کند. سپس آن را با هشی که قبلا ذخیره کرده است مقایسه می‌کند و تنها در صورتی که این دو Hash با هم تطابق داشته باشند، شما مجاز به‌ دسترسی به ایمیلتان هستید.

کاربرد هش در ارز دیجیتال چیست؟

در بلاک چین بیت کوین، فرایند “ماینینگ” اساسا با اجرای یک سری توابع هشینگ SHA-256 انجام می‌شود. امروزه در بلاک چین ارزهای دیجیتال، از فرایند Hashing برای نوشتن تراکنش‌های جدید، زمان‌گذاری آن‌ها و در نهایت افزودن آن‌ها به بلاک چین قبلی استفاده می‌شود. هنگامی که یک بلاک از تراکنش‌ها به بلاک چین دیگر اضافه و میان اپراتور، نودهای مختلف اجماع حاصل می‌شود، از آن پس معکوس کردن فرآیند معامله به‌دلیل ماهیت یک طرفه بودن هشینگ تقریبا غیرممکن خواهد شد. بنابراین Hashing برای حفظ یکپارچگی بلاک چین بسیار ضروری است.

تفاوت بین رمزنگاری و هشینگ

Hashing به منظور تایید صحت محتوا و رمزنگاری برای حفظ امنیت و محرمانگی اطلاعات است. همچنین برای دستیابی به متن اصلی و عادی در فرایند هشینگ نیازمند یک کلید خصوصی می‌باشد. به‌طور کلی، رمزنگاری یک عملکرد دو طرفه است که شامل رمزگشایی است. در حالی که Hashing یک تابع یک طرفه است که یک متن ساده را به شناسه تراکنش‌هایی منحصر به‌فرد تبدیل می‌کند و این فرایند غیر قابل برگشت خواهد بود.

البته باید به این نکته اشاره کرد فرایندهای هشینگ و رمزگذاری با هم تفاوت دارند اما شباهت هایی هم دارند. به طور مثال هر دوی آن ها در کنترل دیتاها، پیام‌ها و اطلاعات در سیستم‌های محاسباتی نقش بسیار مهمی ایفا می‌کنند و هر دو دیتاها را به‌فرم دیگری تبدیل می‌کنند و یا تغییر می‌دهند. یکی از تفاوت‌های مهم این دو فناوری در عبارت منتشر شده می‌باشد. زیرا رمزنگاری می‌تواند متن‌ها را به عبارات ناخوانا تبدیل کند و در صورت نیاز مجددا به عبارت خوانا بازگرداند. اما در Hashing زمانی که متن به یک عبارت ناخوانا تبدیل می‌شود دیگر امکان خوانا بودن آن وجود ندارد.

فرآیند هشینگ چگونه است؟

در ارز دیجیتال بیت کوین، تراکنش‌ها به عنوان ورودی دریافت می‌شوند و از طریق الگوریتم هشینگ (که بیت کوین از الگوریتم SHA-256 استفاده می‌کند) به یک خروجی با طولی ثابت تبدیل می‌شوند. برای درک بهتر این موضوع، ما در مثال زیر از همان الگوریتم SHA-256 استفاده می کنیم:

INPUT                                              HASH

Hi                        639efcdo8AjBB273Bkpp22HKD458hn38MCOLPE

Welcome                 656441edhERKOJP369vhifpo389djoDION156828

همانطور که مشاهده کردید، در خصوص الگوریتم SHA-256، مهم نیست ورودی شما به چه اندازه بزرگ یا کوچک باشد، خروجی شما همیشه دارای طول ثابت 256 بیت خواهد بود. البته این مسئله زمانی مهم است که شما با تعداد زیادی از اطلاعات و تراکنش‌ها سر و کار دارید. بنابراین اساسا، به جای یاد آوردن دیتاهای ورودی که می‌توانند بسیار هم زیاد باشند، می توانید فقط مقدار Hash را به خاطر بسپارید و آن را پیگیری کنید. پیش از اینکه بیشتر در این خصوص توضیح دهیم، بهتر است ابتدا به ویژگی های توابع Hashing و نحوه پیاده سازی آن ها در بلاک چین بپردازیم.

انواع توابع رمزنگاری

تابع رمزنگاری، یک طبقه ویژه از توابع Hash است که دارای ویژگی‌های مختلف و مناسبتی برای فضای رمزنگاری است. برای تامین امنیت این‌گونه فضاها، یک تابع رمزنگاری باید دارای ویژگی‌های خاصی باشد. برهمین اساس در ادامه قصد داریم به چند مورد از مهمترین توابع رمزنگاری بپردازیم:

محاسبات سریع در Hash

تابع هش یا Hash function باید قادر باشد تا هش ورودی را به‌سرعت بازگرداند. اگر این روند به اندازه کافی سریع انجام نشود، سیستم مورد نظر کارآمد نخواهد بود و می‎‌تواند مشکلاتی به همراه داشته باشد

تغییرات کوچک در ورودی

حتی اگر تغییر کوچکی در ورودی خود ایجاد کنید Hash خروجی نیز تفییر می‌کند، تغییراتی که در هش بوجود می آیند بسیار چشم گیر اند. به عنوان مثال:

INPUT                                                HASH

This is a test             C7IOJVOE486gewojc5586fhHJK486gfropoe

This is a test     55629EHISOhuao678IWEL486IEEhu4896HUEWE

بدون توجه به ورودی، خروجی هش همیشه به یک اندازه خواهد بود

اگر شما یک کلمه واحد را تبدیل به Hash کنید، خروجی به یک اندازه معین خواهد بود (درخصوص تابع SHA-256، اندازه آن 256 بیت خواهد بود) اگر هم یک کتاب را به شناسه تراکنش تبدیل کنید، باز هم خروجی به همان اندازه 256 بیت خواهد بود. این یکی دیگر از ویژگی‌های مهمی است که می‌تواند باعث صرفه‌‌جویی در زمان محاسبات شود. یکی از بهترین مثال‌ها در این خصوص، استفاده از Hash به‌عنوان یک کلید در نقشه دیتاها است. نقشه دیتاها، یک ساختار ساده است که در علم کامپیوتر برای ذخیره‌سازی اطلاعات استفاده می‌شود.

قطعیت

مهم نیست چندبار از طریق یک تابع هش، یک ورودی خاص را به Hash تبدیل کنید، چرا که همیشه نتیجه یکسانی را خواهید گرفت. اما این مسئله بسیار مهم است، چرا که اگر هر بار هش مختلفی را دریافت کنید، پیگیری مسیر ورودی آن غیرممکن است.

غیر عملی بودن تبدیل هش به دست آمده به ورودی 

این ویژگی بیان می‌کند که، با در اختیار داشتن TXID خروجی تعیین میزان ورودی غیرعملی است. به استفاده از کلمه “غیر عملی” به جای “غیر ممکن” توجه کنید. چرا که تعیین ورودی اصلی از مقدار شناسه تراکنش آن، غیر ممکن هم نیست. به عنوان مثال:

تصور کنید شما تاسی را می‌چرخانید و خروجی آن Hash عددی است که تاس نشان می‌دهد. اکنون چگونه می‌توانید تعیین کنید که عدد اصلی چیست؟ تنها کاری که شما باید انجام دهید این است که Hash تمام اعداد 1 تا 6 را پیدا کنید و آنها را با یکدیگر مقایسه کنید. از آنجایی که توابع Hash دارای قطعیت هستند، بهتر است Hash ورودی اصلی را پیدا کنید. اما این کار تنها زمانی مناسب است که تعداد دیتاها بسیار کم باشد و زمانی که شما با حجم زیادی از دیتاها سر و کار دارید، پیدا کردن جواب بسیار زمان‌بر خواهد بود.

 مقادیر هش منحصر به فرد هستند

با توجه به دو ورودی مختلف A وB، غیرعملی است که مقادیر شناسه تراکنش A با شناسه تراکنش B برابر باشد. یعنی برای بیشتر قسمت‌ها هر ورودی، Hash منحصر به‌فرد خود را دارد. البته همانطور که در بخش بالا اشاره کردیم “غیر عملی” با “غیر ممکن” تفاوت دارد. چرا که در واقعیت افرادی هستند که این کار را انجام می‌دهند.

هش ریت یا نرخ هش چیست؟

اکنون که با Hash و Hashing آشنا شدید بهتر است بدانید که هش ریت چیست؟ به زبان ساده، Hash Rate به معنای این است که چه تعداد عملیات هشینگ در فرایند ماینینگ بیت کوین در حال انجام است. در واقع، هش ریت سرعت عملکرد دستگاه ماینینگ را نشان می‌دهد. برهمین اساس هنگام استخراج، هر چه میزان Hash Rate بالاتر باشد بهتر است زیرا این موضوع فرصت یافتن بلاک بعدی و دریافت پاداش را افزایش می‌دهد. اکنون با دانستن این مطال ممکن است این سوال برایتان به میان آید که هش بیت کوین چیست؟ یا هش ریت بیت کوین چیست؟

بهتر است بدانید Hash بیت کوین تفاوتی با دیگر شناسه‌های تراکنش‌ها ندارد. بلکه تنها زمانی که شما تراکنش بیت کوین انجام می‌دهید TXID بیت کوین برایتان ثبت می‌شود. حتی اگر تراکنش اتریوم ثبت کنید TXID اتریوم برایتان ثبت می‌شود و این‌ها تفاوتی با یکدیگر ندارند. در آخر امیدواریم این مطلب برای شما مفید واقع شده باشد. در پایان اگر سوال یا نظری دارید خوشحال می‌شویم در قسمت کامنت‌ها با ما به اشتراک بگذارید.

جمع بندی

هشینگ یک فرایند ضروری در علوم کامپیوتر است که با ایجاد کدهای یکتا برای داده‌ها، امنیت و سرعت پردازش را افزایش می‌دهد. هش‌ها نقش کلیدی در الگوریتم‌های رمزنگاری، احراز هویت و یکپارچگی داده‌ها دارند. این عملیات با استفاده از توابع هش، داده‌های ورودی با اندازه دلخواه را، به کدهایی با طول ثابت تبدیل می‌کند. با در نظر داشتن این موضوع بهتر است بدانید که یکی از مزایای بزرگ هشینگ، سرعت در جستجو و ذخیره سازی داده‌ها است. همچنین با استفاده از هش‌ها می‌توان صحت داده‌ها را بدون نیاز به مشاهده محتوای اصلی آنها بررسی کرد.

با این حال، هشینگ معایب و چالش‌هایی نیز دارد؛ از جمله برخوردهای احتمالی که می‌توانند یکسان بودن هش دو ورودی مختلف را نشان دهند. این موضوع با انتخاب الگوریتم‌های امن و به‌روز مانند SHA-256 تا حد زیادی کاهش می‌یابد. در مجموع، می‌توان گفت هشینگ ابزاری کارآمد و حیاتی برای مدیریت داده‌ها و تامین امنیت در بسیاری از کاربردهای مدرن است.