Майнинг Криптовалюты
  • Новости
  • Криптовалюта
    • Что такое криптовалюта?
    • Как купить криптовалюту за рубли
    • Стейкинг — как получать доход от хранения криптовалюты?
    • NFT невзаимозаменяемые токены
    • Как заработать криптовалюту? ТОП-7 способов актуальных на 2022 год
    • Рейтинг криптовалютных обменников
    • Выбор кошелька для криптовалюты
    • Что такое Блокчейн (Blockchain)
    • Что такое альткоины (altcoins)
    • Что такое умные смарт-контракты
    • Что такое цифровой токен
    • Во что инвестировать в 2022 году
    • Криптовалюта Ethereum / Эфириум
      • Все виды кошельков для Эфириума — MyEtherWallet, Mist, Jaxx
      • Майнинг Эфириума (ETH) — пулы, программы, видеокарты
      • Как работает блокчейн Ethereum — смарт контракты и адреса счетов
      • Транзакции в сети Ethereum — Газ (GAS), комиссии, сложность сети
      • Токены ERC-20 на смарт-контрактах Ethereum. Что это и как работает?
    • Словарь криптовалютных терминов
  • Биткоин
    • Что такое Биткоин (Bitcoin)?
    • Как купить биткоины за рубли с карты Сбербанка, Киви, Яндекс Деньги
    • Какой Bitcoin кошелек выбрать — онлайн, локальный, аппаратный
    • Создание биткоин кошелька — пополнение, вывод, комиссии
    • Как майнить биткоины в 2022 году — виды майнинга, оборудование, пулы
    • Транзакции в сети Биткоин — время, отслеживание, размер комиссии
    • Биткоин краны — таблица 2022
    • Сатоши Накамото (создатель биткоина)
    • Как заработать биткоины и альткоины
  • Майнинг
    • Облачный майнинг — плюсы и минусы, рейтинг надежных сервисов
    • Что такое майнинг криптовалюты?
      • Сложность майнинга и хешрейт сети
      • Механизм консенсуса Proof-of-Work
      • Механизм консенсуса Proof-of-Stake
      • Алгоритмы майнинга криптовалют
      • Какую криптовалюту майнить в 2022?
      • Браузерный майнинг — что это и как на нем заработать
    • Майнинг ферма — сборка и настройка
    • Оборудование для майнинга криптовалют актуальное на 2022
      • Материнские платы на 4-13 видеокарт
      • Блоки питания, серверные и обычные
      • Райзеры для видеокарт
      • Комплектующие для майнинг фермы — процессоры, жесткие диски, ОЗУ
      • Сборка каркаса для GPU-фермы: чертеж и размеры
    • Майнинг на видеокарте (GPU)
      • Лучшие видеокарты для майнинга 2022 (таблицы и калькуляторы)
      • Какие драйвера ставить для майнинга на видеокартах Nvidia и AMD
      • Разгон видеокарт Nvidia и AMD для эффективности майнинга
      • Обзоры моделей видеокарт для майнинга — хешрейт и разгон
        • Обзор видеокарты RTX 2080
        • Обзор видеокарты RTX 2070 SUPER
        • Обзор видеокарты RTX 2060
        • Обзор видеокарты Radeon RX 5700 RX/XT
        • Обзор видеокарты Nvidia GTX Titan V
        • Обзор видеокарты GTX 1080 ti 8g
        • Обзор видеокарты GTX 1070 8g
        • Обзор видеокарты GTX 1060 3-6g
        • Обзор видеокарты GTX 1050 ti 4g
        • Обзор видеокарты Radeon RX 580
        • Обзор видеокарты Radeon RX 480
        • Обзор видеокарты Radeon RX 470
    • Майнинг на процессоре (CPU)
    • Майнинг на жестком диске (HDD, SSD)
    • Майнинг на асиках (ASIC)
      • Обзор Bitmain Antminer S19 и S19 pro
      • Обзор Bitmain Antminer S17+
      • Обзор Bitmain Antminer S15 и T15
      • Обзор Bitmain Antminer S9 и S9i
    • Калькуляторы прибыльности и окупаемости майнинга
    • Программы для майнинга
      • Hive OS 2.0 — специальная ОС для майнинга, установка и настройка
      • Claymore’s Dual Miner для GPU видеокарт Nvidia и AMD
  • Биржи
    • Рейтинг ТОП-15 криптовалютных бирж на 2022 год. Выбор криптобиржи
    • Как получать пассивный доход от хранения криптовалюты на бирже?
    • Фьючерсы на биткоин — что это такое и где можно ими торговать?
    • Обзоры 10 лучших криптовалютных площадок с пошаговой инструкцией
      • Обзор биржи Binance (Бинанс) — торговая площадка №1 в мире
      • Обзор биржи EXMO (Эксмо)
      • Обзор биржи PrimeXBT (Прайм-XBT)
      • Обзор биржи Huobi (Хуоби)
      • Обзор биржи BTC-Alpha (БТС-Альфа)
      • Обзор биржи Kucoin (Кукоин)
      • Обзор биржи OKEx (Окекс)
      • Обзор биржи Bittrex (Битрикс)
      • Обзор биржи Poloniex (Полоникс)
      • Обзор биржи YoBit (Йобит)
    • Как правильно торговать на бирже криптовалют?
    • Боты для торговли на криптобиржах
  • Пулы и сервисы
    • Стейкинг — получение дохода от хранения криптовалют. Виды и условия
    • NFT Binance: платформа для покупки и продажи NFT-токенов
    • IQMining сервис облачного майнинга №1 в мире — тарифы и настройки
    • Рейтинг лучших майниг-пулов для добычи на своем оборудовании 2022
      • Binance Pool — настройка майнинга биткоина, комиссии, вывод средств
      • Пулы для добычи Bitcoin (BTC)
      • Пулы для майнинга Ethereum (ETH)
      • Пулы для майнинга Zcash (ZEC)
      • Пулы для майнинга Litecoin (LTC)
  • Технологии
    • Даркнет (DarkNet)
    • Биг Дата (Big Data)
    • Интернет вещей (IoT)
    • 5G интернет технология
    • Робототехника (robotics)
    • QR-код (Quick Response Code)
    • Антиматерия (антивещество)
    • Искусственный интеллект (AI)
    • Виртуальная реальность (VR / AR)
    • Облачный майнинг (Cloud Mining)
    • Нейронные сети (neural network)
    • Децентрализованные финансы (DeFi)
    • Квантовый компьютер / вычисления
    • Двухфакторная аутентификация (2FA)
    • Машинное обучение (Machine Learning)
    • Цифровая экономика (Digital Economy)
Рейтинги крипто-сервисов
  • Криптовалютные биржи
  • Кошельки для криптовалюты
  • Обменники цифровых валют
  • Сервисы майнинга криптовалюты
База знаниий и IT-технологии
  • Биткоин-фьючерсы
  • Стейкинг / Staking
  • Технология 5G
  • Робототехника
  • Даркнет / DarkNet
  • Децентрализация
  • Облачный майнинг
  • Машинное обучение
  • Альткоины / Altcoins
  • Цифровая экономика
  • Блокчейн / Blockchain
  • Квантовый компьютер
  • Интернет вещей / IoT
  • Стейблкоины / Stablecoins
  • Метавселенная / Metaverse
  • Большие данные / Big Data
  • QR-код / Quick Response Code
  • Искусственный интеллект / AI
  • Фиатные деньги / Фиатная валюта
  • NFT / Невзаимозаменяемые токены
  • Децентрализованные финансы / DeFi
  • Двухфакторная аутентификация / 2FA
  • Нейронные сети / Искусственные нейроны
  • Государственные цифровые валюты / CBDC
Обзоры ведущих криптовалют
  • Bitcoin (BTC) / Биткоин
  • Ethereum (ETH) / Эфириум
  • Binance Coin (BNB) / Бинанс коин
  • Cardano (ADA) / Кардано
  • Polkadot (DOT) / Полкадот
  • Solana (SOL) / Солана
  • Ripple (XRP) / Рипл
  • Tether (USDT) / Тезер
  • Цифровой рубль / Крипторубль
Криптовалютная биржа Binance

Алгоритмы хеширования для блокчейна криптовалюты, виды и принцип работы

by Mining-Cryptocurrency.ru 4 мая, 2019 No Comments
Блокчейн

Хеш и алгоритмы хеширования — это ключевые понятия, с которыми знакомятся новички в сфере блокчейна и которые которые всегда идут об руку с безопасностью.

Для поддержания децентрализованных сетей и консенсусных механизмов, среди которых Биткоин или Ethereum с тысячью узлов, соединённых с помощью p2p, необходимо «отсутствие доверия» и эффективная система подтверждения. Этим сетям нужны компактные способы шифрования информации, которые позволяли бы участникам проводить быструю и безопасную проверку.

Блок — одна из основных составляющих Биткоина и Ethereum. Блок содержит информацию о транзакциях, временных метках и прочие существенные метаданные. Огромную роль в обеспечении безопасности играет возможность сжимать большие объёмы информации о глобальном состоянии сети в короткие стандартные сообщения, которые при необходимости можно легко проверить. Эти сообщения и есть хеш.

Если изменить хотя бы один символ входящего значения, получится совершенно другой хеш!

Криптографические хеши используются везде, начиная с хранения паролей и заканчивая системами проверки. Их суть заключается в использовании детерминированного алгоритма, который берёт входные данные и создаёт строку с фиксированной длиной. Таким образом, одни и те же входные данные всегда будут преобразованы в одинаковые выходные данные.

Детерминизм важен не только для хешей, ведь даже если изменить один бит входных данных, получится совершенно другой хеш.

Проблема алгоритмов хеширования заключается в неизбежности коллизий. Так как длина строки такого хеша фиксированна, то могут существовать и другие входные данные, образующие тот же хеш. Коллизии — это плохо. Это значит, что злоумышленник может создавать коллизии по запросу, может передавать вредоносные файлы или данные с корректным хешем и выдавать эти данные за правильные. Хорошая функция хеширования должна максимально усложнять для злоумышленников процесс поиска путей создания входных данных с тем же значением хеша.

Процесс расчёта хеша не должен быть слишком эффективным, так как в этом случае злоумышленники легко могут вычислить коллизии. Алгоритмы хеширования должны быть устойчивыми к атакам нахождения прообраза. Необходимо максимально усложнять процесс расчёта шагов для нахождения исходного значения, из которого был создан хеш (например, прообраза).

Необходимо, чтобы способ вычисления x для s= hash(x) был практически невозможным.

Итак, «достойные» алгоритмы хеширования должны иметь три свойства:

  • Если изменить один бит входящих данных, должен образоваться лавинный эффект и получиться совершенно другой хеш;
  • Небольшая вероятность коллизий;
  • Эффективность, которая не жертвует коллизионной устойчивостью.

Навигация по материалу:

  • 1 Взлом хешей
  • 2 Атака «дней рождения»
  • 3 Разнообразие и эволюция алгоритмов хеширования
    • 3.1 Начало: SHA1 и SHA2
    • 3.2 SHA3
  • 4 Хеширование и доказательство выполненной работы
    • 4.1 Биткоин и двойной SHA256
    • 4.2 Ethereum 2.0 и BLAKE
  • 5 Перспектива: будущее алгоритмов хеширования

Взлом хешей

Один из первых стандартов алгоритмов хеширования — хеш MD5. Этот алгоритм пользовался популярностью для проверки целостности файлов (контрольные суммы) и хранения хешированных паролей в базах данных веб-приложений.

Его функционал достаточно прост — он выдаёт строку с фиксированной длиной в 128 бит для каждого входного значения и использует стандартные односторонние операции в нескольких циклах для вычисления детерминированного выходящего значения. Из-за короткой длины выходного значения и простоты операций хеш MD5 очень легко поддаётся взлому, в частности атаке «дней рождения».

Атака «дней рождения»

Существует известное утверждение о том, что если в комнате находятся 23 человека, то шанс того, что у двое из них родились в один день, равняется 50%. Если в комнате находятся 70 человек, то эта вероятность увеличивается до 99,9%. Это происходит согласно принципу Дирихле, который утверждает, что если поместить 100 голубей в 99 коробок, то в одной из коробок окажется два голубя. Ограничение фиксированной длины выходящего значения означает, что существует фиксированный уровень комбинаций для коллизий.

Хеш MD5 настолько уязвим к коллизиям, что даже на простом процессоре Pentium с частотой 2,4 ГГц можно вычислить коллизии хеша всего за несколько секунд. Более того, широкое применение этого хеша на заре существования сети создало миллионы прообразов MD5, которые можно было найти с помощью обычного поиска Google по их хешу.

Разнообразие и эволюция алгоритмов хеширования

Начало: SHA1 и SHA2

АНБ (да-да, АНБ) уже в течение долгого времени является пионером по созданию стандартов алгоритмов хеширования. Именно АНБ предложило алгоритм Secure Hashing Algorithm или SHA1 с фиксированной длиной выходящего значения в 160 бит.

К сожалению, SHA1 ненамного превосходил MD5 благодаря увеличению значения, количества односторонних операций и их сложности, но этот хеш не предлагал основательных улучшений защиты от более мощных машин, создающих разные векторы атаки.

Как же улучшить алгоритм хеширования?

SHA3

В 2006 году Национальный институт стандартов и технологий США (NIST — National Institute of Standards and Technology) объявил конкурс на создание альтернативы алгоритму SHA2, которая должна была фундаментально отличаться по своему дизайну и стать новым стандартом. Из схемы алгоритмов хеширования под названием KECCAK (произносится как «кечак») появился алгоритм SHA3.

Хотя SHA3 и имеет схожее с предыдущими алгоритмами название, он сильно отличается по своей внутренней структуре механизмом криптографической губки. Этот механизм осуществляет случайные перестановки для поглощения и создания данных, служа источником случайности для входящих данных, которые будут попадать в алгоритм хеширования в будущем.

Обработка входящих данных с помощью криптографической губки KECCAK256

SHA3 сохраняет изначальное состояние с большим количеством битов информации, чем в выходящем значении, и тем самым превосходит ограничения прежних алгоритмов. Этот алгоритм стал стандартом NIST в 2015 году.

Хеширование и доказательство выполненной работы

В рамках внедрения алгоритма хеширования в протокол блокчейна для алгоритма доказательства выполненной работы Bitcoin использовал SHA256, а появившийся позже Ethereum — модифицированную версию SHA3 (KECCAK256). При выборе хеш-функции для блокчейна с доказательством выполненной работы очень важна эффективность вычисления хеша.

SHA256 Биткоина может быть крайне эффективно вычислен с помощью специального аппаратного обеспечения — специализированных интегральных микросхем (ASIC — Application Specific Integrated Circuits). Об использовании ASIC в майнинговых пулах и о том, как они приводят к централизации вычисления, написано очень много. Доказательство выполненной работы провоцирует создание пулов из групп эффективных в вычислительном отношении машин, благодаря чему увеличивается так называемая «хеш-мощность» или количество хешей, которые может вычислять машина за определённый период времени.

[прим.ред.: Майнинг в пуле против соло-майнинга никак не увеличивает хэш-мощность участвующего. скорость нахождения хэшей при фиксированной хэш-мощности оборудования участника не меняется, если сравнивать с соло-майнингом. Однако, собранная от разных участников хэш-мощность всех участников пула, позволяет находить блоки чаще, чем у каждого из единичных участников пула. Соответственно, пул находит блоки чаще и выплачивает вознаграждение за блок всем участникам пула в единицу времени пропорционально хэш-мощности, участвующей в пуле — за вычетом комиссии пула. Например, участник с 1Ghash/s при майнинге Биткоина соло мог бы ожидать событие «нахождение блока» — и получение за него награды в размере 12,5 BTC — когда-нибудь в течение пяти лет (например!). Участие же в пуле той же мощностью 1Ghash/s (при условии не изменения сложности на интервале пяти лет!) позволяет тому же майнеру получать 12,5 BTC частями, равномерно в течение тех же пяти лет. Это решает проблему майнера с выплатами фиата в реале на поддержание фермы].

В Ethereum внедрён модифицированный алгоритм SHA3 — KECCAK256. Алгоритм доказательства выполненной работы Ethereum под названием Dagger-Hashimoto требовал от аппаратного обеспечения слишком много памяти для вычислений.

Биткоин и двойной SHA256

Биткоин хеширует данные с помощью SHA256 необычным способом: он запускает в протоколе два вида алгоритма. Нужно понимать, что это НЕ мера против атак «дней рождения», потому что если hash(x) = hash(y), то hash(hash(x)) = hash(hash(y)). Двойной алгоритм SHA256 используется для борьбы с атакой удлинением сообщения.

Если злоумышленники знают длину входных данных хеша, то могут заставить хеш-функцию взять определённую часть внутреннего состояния, добавив секретную строку к значению хеша. Из-за этого недостатка алгоритма SHA256 из семейства алгоритмов SHA2 Биткоин вычисляет хеш дважды.

Ethereum 2.0 и BLAKE

SHA3 — не единственное изобретение, появившееся в результате конкурса NIST в 2006 году. Второе место занял алгоритм BLAKE. Для сегментирования Ethereum 2.0 более эффективное хеширование — это практически обязательное требование, которое серьёзно исследуется командами разработчиков. Тщательному анализу подвергается алгоритм хеширования BLAKE2b — сильно усовершенствованная версия BLAKE — из-за своей фантастической эффективности по сравнению с KECCAK256 и высокого уровня безопасности.

На современном процессоре вычисление с помощью BLAKE2b производится в три раза быстрее, чем с помощью KECCAK.

Перспектива: будущее алгоритмов хеширования

Похоже, что будущее алгоритмов хеширования сводится либо к (1) увеличению сложности внутренних операций хеширования, либо к (2) увеличению длины выходящего значения хеша в надежде на то, что компьютеры злоумышленников не успеют вычислить коллизии.

Для обеспечения безопасности сетей разработчики полагаются на неоднозначность прообразов односторонних операций. Таким образом, в целях безопасности алгоритма хеширования необходимо как можно сильнее усложнить процесс поиска двух значений хеша с одинаковыми выходными данными, несмотря на наличие бесконечного количества возможных коллизий.

Что насчёт квантовых вычислений будущего? Устоят ли алгоритмы хеширования против них?

Если коротко, то исходя из текущей ситуации, можно ответить, что да, алгоритмы хеширования пройдут проверку временем и устоят против квантовых вычислений. Квантовые вычисления могут создать проблемы касательно строгих базовых математических структур с использованием ловких трюков и таких теорий, как шифрование по методу RSA. Однако, алгоритмы хеширования имеют более формальную внутреннюю структуру.

Квантовые компьютеры действительно ускоряют процесс вычисления таких неструктурированных задач, как хеширование, но они всё равно будут использовать атаку «грубой силой», как это делают обычные компьютеры сегодня.

Независимо от того, какие алгоритмы используются в протоколах, ясно одно — нас ждёт эффективное в отношении вычислений будущее и мы должны разумно подходить к выбору правильных инструментов для этого дела, и тогда алгоритмы выдержат проверку временем.

The following two tabs change content below.
  • Автор материала
  • Последние новости мира криптовалют
Mining-Cryptocurrency.ru
Материал подготовлен редакцией сайта "Майнинг Криптовалюты", в составе: Главный редактор - Антон Сизов, Журналисты - Игорь Лосев, Виталий Воронов, Дмитрий Марков, Елена Карпина. Мы предоставляем самую актуальную информацию о рынке криптовалют, майнинге и технологии блокчейн. Отказ от ответственности: все материалы на сайте Mining-Cryptocurrency.ru имеют исключительно информативные цели и не являются торговой рекомендацией или публичной офертой к покупке каких-либо криптовалют или осуществлению любых иных инвестиций и финансовых операций.
Новости Mining-Cryptocurrency.ru (перейти к ленте всех новостей)
  • Binance Earn — как получать пассивный доход от хранения криптовалюты на бирже? - 02.02.2023
  • Инструкция: Как новичку купить биткоин на крипто-бирже за рубли? - 01.01.2023
  • Что такое стейкинг и как получать пассивный доход от криптовалют? - 26.12.2022
  • Как минимизировать риски при торговле фьючерсами на Binance Futures? - 26.12.2022
  • 8 лучших способов заработать на криптовалюте в 2023 году - 26.12.2022

Безопасность и уязвимостиБлокчейн (Blockchain)

  • Previous 22% институционалов уже инвестируют в криптовалюты и 40% готовы войти в рынок4 года ago
  • Next SIM-свопинг — кража криптовалют и персональных данных, как защититься?4 года ago

Добавить комментарий Отменить ответ

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Криптовалютная биржа Binance
Криптовалютные игры
Name Price24H (%)
bitcoin
Bitcoin (BTC)
$27,265.00
2.19%
ethereum
Ethereum (ETH)
$1,845.16
1.27%
binancecoin
BNB (BNB)
$308.03
1.06%
ripple
XRP (XRP)
$0.473389
0.53%
cardano
Cardano (ADA)
$0.376527
3.51%
dogecoin
Dogecoin (DOGE)
$0.072643
1.87%
matic-network
Polygon (MATIC)
$0.92
0.25%
solana
Solana (SOL)
$20.52
4.73%
tron
TRON (TRX)
$0.076978
0.74%
polkadot
Polkadot (DOT)
$5.39
1.29%
litecoin
Litecoin (LTC)
$89.37
1.78%
shiba-inu
Shiba Inu (SHIB)
$0.000009
1.99%
chainlink
Chainlink (LINK)
$6.50
1.70%
cosmos
Cosmos Hub (ATOM)
$10.60
0.77%
monero
Monero (XMR)
$154.52
2.38%
ethereum-classic
Ethereum Classic (ETC)
$18.27
1.63%
stellar
Stellar (XLM)
$0.088067
0.14%
bitcoin-cash
Bitcoin Cash (BCH)
$114.17
1.07%
vechain
VeChain (VET)
$0.020182
3.87%
algorand
Algorand (ALGO)
$0.152010
1.09%
eos
EOS (EOS)
$0.90
2.25%
decentraland
Decentraland (MANA)
$0.481004
2.66%
theta-token
Theta Network (THETA)
$0.86
1.29%
tezos
Tezos (XTZ)
$0.91
2.43%
flow
Flow (FLOW)
$0.76
1.79%
neo
NEO (NEO)
$10.71
4.98%
iota
IOTA (MIOTA)
$0.203192
3.87%
dash
Dash (DASH)
$42.98
2.34%
enjincoin
Enjin Coin (ENJ)
$0.340023
2.25%
nem
NEM (XEM)
$0.032173
1.83%
qtum
Qtum (QTUM)
$2.72
3.44%
zcash
Zcash (ZEC)
$33.16
2.04%
ftx-token
FTX (FTT)
$1.90
-20.94%
compound-governance-token
Compound (COMP)
$35.48
1.19%
icon
ICON (ICX)
$0.246641
3.08%
waves
Waves (WAVES)
$1.79
0.10%
augur
Augur (REP)
$26.45
-3.88%
komodo
Komodo (KMD)
$1.05
0.27%
nano
Nano (XNO)
$0.95
5.56%
lisk
Lisk (LSK)
$0.83
1.93%
omisego
OMG Network (OMG)
$0.76
-0.30%
Криптовалютная биржа Binance
Криптовалютная биржа №1 в мире
Copyright © 2017-2023. Все права защищены.
О сайте «Майнинг Криптовалюты»
Наши контакты: [email protected]
Политика конфиденциальности и ответственности
Криптовалютная биржа №1 в мире
Информационный портал «Майнинг Криптовалюты».