کاربرد هشینگ در ارزهای دیجیتال [رمزنگاری تراکنش‌ها، امنیت شبکه و ماینینگ]

هشینگ یک فرایند رمزنگاری کلیدی در صنعت بلاکچین است که از هر داده ورودی، یک خروجی منحصربه‌فرد با طول ثابت تولید می‌کند.

فرایند رمزنگاری هشینگ با ویژگی‌های جذابی مثل خاص و غیرقابل بازگشت بودن هش (عبارت خروجی)، کاربردهای گسترده‌ای، مثل تامین امنیت شبکه و تراکنش‌ها، ذخیره‌سازی کلید خصوصی، ماینینگ و تولید آدرس کیف پول در صنعت بلاکچین پیدا کرده است.

هشینگ چیست؟

هشینگ یک فرایند رمزنگاری است که در آن داده‌های ورودی (با هر اندازه‌ای) به خروجی منحصربه‌فرد با طول ثابت، تبدیل می‌شوند؛ به عبارت خروجی اصطلاحا "هش" گفته می‌شود.

هشینگ فرایند یک طرفه و غیرقابل بازگشت است؛ یعنی امکان دسترسی به داده اولیه از طریق عبارت هش، وجود ندارد. ویژگی‌های هشینگ:

• یک طرفه و غیرقابل بازگشت؛
• تعیین‌پذیر (از یک ورودی مشخص، همیشه یک هش یکسان تولید می‌شود)؛
• تغییر قابل توجه هش با تغییری کوچک در ورودی؛
• طول ثابت خروجی؛
• سرعت بالا؛
• خاص و منحصربه‌فرد.

کاربرد هشینگ در بلاکچین و ارزهای دیجیتال

هشینگ نقش حیاتی در امنیت و رمزنگاری ارزهای دیجیتال دارد. ویژگی‌های برگشت ناپذیری و خاص بودن هر آدرس هش، باعث کاربرد گسترده آن در صنعت بلاکچین و ارزهای دیحیتال شده است.

تایید صحت داده‌ها

با ویژگی معکوس‌ناپذیری و تغییر هش با ویرایش اطلاعات ورودی، شبکه هرگونه تغییر یا دستکاری کوچکی در اطلاعات را تشخیص می‌دهد. معکوس ناپذیری، یک ویژگی کلیدی هشینگ در ارزهای دیجیتال است.

هشینگ در بلاکچین برای اطمینان از تغییرناپذیری داده‌ها و جلوگیری از دستکاری تراکنش‌ها استفاده می‌شود. برای مثال با انجام یک تراکنش در بلاکچین، هش مربوط به آن در بلاک ذخیره می‌شود. حال اگر تغییری در اطلاعات ایجاد شود، هش نیز تغییر می‌کند و شبکه، دستکاری در اطلاعات ورودی را تشخیص می‌دهد.

اجماع و امنیت شبکه

در مکانیزم‌های اثبات کار (POW) و اثبات سهام (POS)، هشینگ نقش کلیدی در تایید صحت و ایجاد بلوک‌ها دارد.

در مکانیسم POW، هشینگ به ماینرها امکان می‌دهد تا با حل معادلات پیچیده (تابع هش)، بلاک‌های جدید را استخراج و امنیت شبکه را حفظ کنند. این فرایند باعث امنیت شبکه می‌شود؛ زیرا به دست آوردن هش صحیح نیازمند محاسبات پیچیده و مصرف انرژی است.

در مکانیسم POS، هشینگ به عنوان ابزاری برای ایجاد بلاک‌های جدید و تایید تراکنش‌ها استفاده می‌شود.

ساختار بلاکچین و اتصال بلاک‌ها

بلاک‌ها در بلاکچین با استفاده از هش بلوک‌های قبلی به یکدیگر متصل می‌شوند. به همین علت، هر بلاک دارای هش بلوک‌های قبلی است که باعث می‌شود زنجیره بلاک‌ها خاص و غیرقابل تغییر باشد. اگر هش تغییر کند، تمام بلاک‌های بعدی تغییر می‌کنند و شبکه این مغایرت را تشخیص می‌دهد.

احراز هویت و اعتبارسنجی

هشینگ در بلاکچین جهت تایید هویت و اعتبارسنجی نیز کاربرد دارد. برای مثال، در اجرای قراردادهای هوشمند و تراکنش‌های DeFi، پیش از انجام تراکنش، داده‌ها اعتبارسنجی می‌شوند.

همچنین، کلید خصوصی کیف پول کاربران با هش ذخیره می‌شود. به همین دلیل، مهاجمان نمی‌توانند به کلید خصوصی کیف پول‌ها دسترسی داشته باشند.

استفاده از هش در تولید آدرس و رمزها

در بلاکچین‌ها برای تبدیل اطلاعات به فرمت‌های قابل استفاده (مثلا آدرس کیف پول جهت انتقال ارزدیجیتال) از هشینگ استفاده می‌شود. برای مثال، آدرس عمومی در بیت‌کوین از طریق هش کردن کلید عمومی به دست می‌آید؛ بدین ترتیب، کاربران بدون افشای کلید خصوصی خود، تراکنش انجام می‌دهند.

الگوریتم‌های هش در بلاکچین

الگوریتم‌های هشینگ در ارزهای دیجیتال، همان توابع ریاضی هستند که ورودی‌های مختلف را به خروجی هش با اندازه مشخص تبدیل می‌کنند. در دنیای ارزهای دیجیتال، الگوریتم‌های هش مختلفی با ویژگی‌های متفاوت استفاده می‌شوند. مقایسه معروف‌ترین الگوریتم‌های هشینگ در ارزهای دیجیتال:

نکته: الگوریتم SHA-256 امن‌ترین و رایج‌ترین الگوریتم هش در بلاکچین است؛ که در ماینینگ و هش تراکنش‌های بیت کوین استفاده می‌شود.

معرفی الگوریتم هشینگ Kasper

پروژه Kaspa یک بلاکچین بسیار سریع است که با هدف حل مشکلات مقیاس‌پذیری و سرعت تراکنش‌ها معرفی شد. الگوریتم Kasper این پروژه به دلیل ویژگی‌های خاص خود، سرعت و مقیاس‌پذیری بسیار بالاتری در مقایسه با رقبا دارد.

ویژگی‌های خاص الگوریتم Kasper:

• مقیاس‌پذیری و سرعت بالا: الگوریتم‌های هشینگ در Kaspa به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که مقدار تراکنش‌ها و بلاک‌ها را به صورت همزمان و با سرعت بالا پردازش کنند. این باعث می‌شود در این بلاکچین، سرعت تایید تراکنش‌ها و تشکیل بلاک‌ها به طور چشمگیری بالا باشد؛
• استفاده از ساختار DAG: ساختار DAG امکان اتصال همزمان یک بلاک با چند بلاک دیگر را فراهم می‌کند. این موضوع برخلاف شبکه‌هایی مثل بیت کوین که بلاک‌ها به‌صورت پیوسته متصل می‌شوند، باعث سرعت بالاتر در پردازش تراکنش‌ها و مقیاس‌پذیری بالاتر می‌شود؛
• استفاده از SHA3-256: این الگوریتم نسبت به SHA-256 امنیت بالاتری دربرابر حملات برخورد دارد.

هش ریت (Hash Rate) و تاثیر آن در بازار رمز ارزها

هش ریت معیاری برای سنجش سختی استخراج ارز دیجیتال است. نرخ هش، سرعت پردازش ماینرها در محاسبات هش را نشان می‌دهد؛ و هرچه بالاتر باشد، استخراج دشوارتر می‌شود و امنیت شبکه افزایش می‌یابد.

هش ریت و قیمت ارزهای دیجیتال

هش ریت تاثیر مستقیم بر پایداری، امنیت و قیمت ارزدیجیتال داشته و یکی از عوامل مورد بررسی در تحلیل فاندامنتال ارزهای دیجیتال است.

تاثیرات هش ریت بر ارزهای دیجیتال:

• امنیت دربرابر حملات: هرچه هش ریت بالاتر باشد، شبکه امن تر است؛ زیرا تغییرات داده‌ها نیاز به محاسبات بیشتری دارد. در مقابل، کاهش شدید هش ریت، امنیت شبکه را به خطر می‌اندازد؛
• سختی استخراج: در شبکه‌هایی مثل بیت کوین، سختی استخراج به صورت خودکار تنظیم می‌شود. اگر هش ریت افزایش یابد، سختی استخراج نیز بیشتر می‌شود. در مقابل، اگر هش ریت کاهش یابد، سختی شبکه کاهش یافته تا استخراج، مجددا صرفه داشته باشد؛
• تاثیر بر قیمت: تحلیل‌گران معتقد هستند که رابطه مستقیمی میان هش ریت و قیمت ارز دیجیتال وجود دارد؛ زیرا افزایش هش ریت به معنای ورود ماینرها و افزایش اعتماد به شبکه است. در مقابل، کاهش هش ریت، نشان‌دهنده خروج ماینرها و کاهش اعتماد به شبکه است؛
• هزینه استخراج ماینرها: افزایش هش ریت به معنای رقابت بیشتر میان ماینرها است. به بیان دیگر، ماینرها به دستگاه‌های پیشرفته‌تری برای ادامه رقابت نیاز دارند. با این فرض، اگر قیمت بیت کوین کاهش یابد، اما هش ریت بالا بماند، ممکن است برخی ماینرها از شبکه خارج شوند؛ زیرا استخراج بیشتر برای آن‌ها به‌صرفه نیست.

رابطه مستقیم هش ریت با قیمت ارز دیجیتال منطقی است؛ زیرا در دوره رکود بازار و ریزش قیمت، به دلیل کاهش ارزش پاداش استخراج‌کنندگان، ماینرها از شبکه خارج می‌شوند و به تبع، هش ریت نیز کاهش می‌یابد.

برای مثال، با توجه به تصویر، در سال 2022 و رکود بازار، هش ریت روند ثابتی داشته اما با شروع روند صعودی، آن نیز افزایش یافته است.

جمع‌بندی

هشینگ فناوری رمزنگاری کلیدی در صنعت ارزهای دیجیتال است که امنیت شبکه‌های بلاکچینی را با ویژگی‌های منحصربه‌فرد خود تضمین می‌کند. با به‌کار بردن این فناوری در فرایند استخراج، ساختار شبکه ایجاد می‌شود.

"هش ریت" یکی از شاخص‌های مرتبط با هشینگ است که سختی استخراج شبکه را نشان می‌دهد. به‌طوری که هش ریت بالاتر یکی از مؤلفه‌های تعیین‌کننده سختی استخراج است و معمولا رابطه مستقیم با قیمت دارد. در مقابل، کاهش هش ریت در بلندمدت ممکن است تاثیر منفی بر قیمت ارز دیجیتال مربوطه داشته باشد.