هاش البلوكشين

ما هاش البلوكشين؟

هاش البلوكشين هو بصمة رقمية ذات طول ثابت تُنشأ من البيانات باستخدام دالة تجزئة تشفيرية.

في مجال العملات المشفرة، قد يمثل الهاش معاملة أو كتلة أو رسالة مرتبطة بمحفظة أو مدخلًا لعقد ذكي أو مجموعة أكبر من سجلات البلوكشين.

الفكرة الأساسية بسيطة: تدخل بيانات البلوكشين إلى دالة تجزئة، وينتج عنها خرج قصير.

ويُسمى هذا الخرج هاشًا أو قيمة هاش أو بصمة رقمية أو مجموع تحقق، وفقًا للسياق.

يبدو هاش البلوكشين الجيد عشوائيًا، حتى لو كان المدخل الأصلي منظمًا وسهل القراءة.

إذا تغير المدخل ولو بحرف واحد، فمن المفترض أن يتغير الهاش الناتج بالكامل.

تجعل هذه الخاصية التجزئة مفيدة للتحقق مما إذا كانت بيانات البلوكشين قد تغيرت.

فعلى سبيل المثال، إذا أنتجت معاملة ما هاشًا معينًا اليوم وهاشًا مختلفًا غدًا، فهذا يعني أن شيئًا ما في بيانات المعاملة قد تغير.

تستخدم أنظمة البلوكشين الهاشات لربط الكتل وتحديد المعاملات وحماية سلامة البيانات ودعم التعدين وتنظيم أشجار Merkle والتحقق من المعلومات من دون كشف كل التفاصيل دفعة واحدة.

ومن دون التجزئة، لن تتمكن شبكات العملات المشفرة الحديثة من الاحتفاظ بسجلات آمنة تكشف التلاعب على نطاق عالمي.

كيف يعمل هاش البلوكشين

تأخذ دالة التجزئة مدخلًا بأي حجم وتحوله إلى خرج ذي حجم ثابت.

وقد يكون المدخل رسالة قصيرة أو سجل معاملة أو ترويسة كتلة أو ملفًا أو بيانات بلوكشين منظمة.

يعتمد طول الخرج على الخوارزمية.

فعلى سبيل المثال، تنتج SHA-256 هاشًا بطول 256 بت.

يوضح مورد دوال التجزئة لدى NIST أن خوارزمية التجزئة تحول رسالة إلى بصمة رقمية ثابتة الطول.

ويحدد معيار التجزئة الآمن FIPS 180-4 خوارزميات تجزئة آمنة يمكن استخدامها لإنشاء بصمات للرسائل واكتشاف ما إذا كانت قد تغيرت.

في البلوكشين، يصبح هذا الخرج ثابت الطول وسيلة موجزة للإشارة إلى معلومات أكبر.

فبدلًا من تخزين كتلة كاملة أو مقارنتها في كل مرة، يمكن للبرمجيات مقارنة هاش الكتلة.

إذا كانت بيانات الكتلة متطابقة، فمن المفترض أن يتطابق الهاش أيضًا.

وإذا اختلفت بيانات الكتلة، فمن المفترض أن يختلف الهاش.

وهذا يجعل الهاشات مفيدة للتحقق السريع عبر عدد كبير من العُقد.

يمكن لعقدة البلوكشين استخدام الهاشات للتحقق من سجل المعاملات، وصحة روابط الكتل، وتطابق نسختها المحلية من السجل مع قواعد الشبكة.

أهمية التجزئة في العملات المشفرة

تكتسب التجزئة أهميتها في العملات المشفرة لأن شبكات البلوكشين تحتاج إلى وسيلة تكشف التلاعب بالبيانات.

تتشارك في البلوكشين العامة جهات مستقلة كثيرة، تشمل المستخدمين والمعدّنين والمدققين والمحافظ والتطبيقات والعُقد.

وتحتاج هذه الجهات إلى طريقة موثوقة للاتفاق على البيانات من دون الثقة بمالك قاعدة بيانات مركزية واحدة.

وتساعد الهاشات على إنشاء هذا الهيكل الذي يقلل الحاجة إلى الثقة.

عندما تتضمن كتلة ما هاش الكتلة السابقة، تصبح السلسلة مترابطة.

إذا غيّر أحدهم كتلة قديمة، يتغير هاش تلك الكتلة.

ولأن الكتلة التالية تتضمن الهاش القديم، فلن يعود الهاش مطابقًا.

ويمتد هذا الاختلاف إلى الكتل اللاحقة في السلسلة.

ونتيجة لذلك، يسهل اكتشاف تغيير بيانات البلوكشين التاريخية، ويصعب جدًا إخفاؤه على شبكة آمنة.

لهذا توصف البلوكشين غالبًا بأنها تكشف التلاعب، لا بأنها منيعة عليه ببساطة.

لا تجعل التجزئة الهجمات مستحيلة بمفردها.

بل تعمل بالتكامل مع قواعد الإجماع والحوافز الاقتصادية وشبكات الند للند والتوقيعات الرقمية والتحقق من العُقد.

في العملات المشفرة، يمثل الهاش خرجًا صغيرًا يؤدي دورًا أمنيًا كبيرًا.

الخصائص الرئيسية لهاش البلوكشين

ينبغي لدالة هاش البلوكشين المفيدة أن تكون حتمية.

أي إن المدخل نفسه ينتج الهاش نفسه دائمًا.

وهذا مهم لأن كل عقدة سليمة يجب أن تتمكن من حساب النتيجة نفسها انطلاقًا من بيانات البلوكشين نفسها.

كما ينبغي أن تكون دالة التجزئة المفيدة سريعة الحساب.

قد تحتاج العُقد والمحافظ والمعدّنون والمدققون والتطبيقات إلى حساب عدد كبير من الهاشات أثناء معالجة نشاط البلوكشين.

وينبغي أن تقاوم دالة التجزئة استعادة المدخل الأصلي.

تعني مقاومة استعادة المدخل الأصلي أن اكتشاف المدخل الأصلي من خرج الهاش وحده ينبغي أن يكون بالغ الصعوبة.

وينبغي أن تقاوم دالة التجزئة أيضًا استعادة مدخل بديل.

تعني مقاومة استعادة مدخل بديل أن العثور على مدخل مختلف ينتج الهاش نفسه لمدخل معروف ينبغي أن يكون بالغ الصعوبة.

كما ينبغي أن تكون الدالة مقاومة للتصادم.

تعني مقاومة التصادم أن العثور على أي مدخلين مختلفين ينتجان الهاش نفسه ينبغي أن يكون بالغ الصعوبة.

وينبغي أن تُظهر دالة التجزئة أيضًا تأثير الانهيار الجليدي.

يعني تأثير الانهيار الجليدي أن تغييرًا صغيرًا في المدخل يؤدي إلى تغيير كبير في الخرج.

تساعد هذه الخصائص شبكات البلوكشين على التحقق من البيانات بأمان وكفاءة.

هاش البلوكشين مقابل التشفير

هاش البلوكشين ليس هو نفسه التشفير.

صُمم التشفير ليكون قابلًا للعكس عند استخدام المفتاح الصحيح.

أما التجزئة فمصممة لتكون أحادية الاتجاه.

إذا شفّر المستخدم رسالة، فيمكنه أو لشخص آخر مخوّل فك تشفيرها باستخدام المفتاح الصحيح.

أما إذا حسب المستخدم هاش الرسالة، فلا توجد عادةً عملية «فك تجزئة» تعيد الرسالة الأصلية.

هذا الاختلاف مهم في العملات المشفرة.

تُستخدم الهاشات للتحقق من سلامة البيانات وإنشاء المعرّفات.

أما التشفير فيُستخدم لحماية المعلومات من اطلاع جهات غير مخولة عليها.

تستخدم شبكات البلوكشين التجزئة وأدوات تشفيرية أخرى معًا في كثير من الأحيان، لكن لكل منها غرض مختلف.

لا يخفي هاش المعاملة جميع تفاصيل المعاملة العامة.

بل يحدد المعاملة ويساعد المستخدمين على العثور عليها على البلوكشين.

ومن الأفضل فهم الهاش على أنه بصمة لا صندوق مغلق.

هاش البلوكشين مقابل التوقيع الرقمي

يختلف هاش البلوكشين أيضًا عن التوقيع الرقمي.

يثبت الهاش أن جزءًا معينًا من البيانات ينتج بصمة رقمية معينة.

أما التوقيع الرقمي فيثبت أن مفتاحًا خاصًا وافق على رسالة أو معاملة.

غالبًا ما تعمل الأداتان معًا في العملات المشفرة.

قد تقوم المحفظة بحساب هاش بيانات المعاملة قبل توقيعها.

ثم يثبت التوقيع أن حامل المفتاح الخاص أجاز المعاملة.

يساعد الهاش على جعل الرسالة موجزة ومتسقة لأغراض التوقيع.

ويساعد التوقيع على إثبات التفويض.

يدعم هذا الجمع معاملات العملات المشفرة الآمنة من دون كشف المفتاح الخاص.

ينبغي ألا يخلط المستخدمون بين هاش المعاملة وإثبات التحكم في المحفظة.

فهاش المعاملة يحدد النشاط، بينما يثبت التوقيع الرقمي موافقة مالك المفتاح الخاص.

كيفية ربط الهاشات بين الكتل

تستخدم شبكات البلوكشين الهاشات لربط الكتل بالترتيب الزمني.

تتضمن كل كتلة بيانات عن المعاملات وبيانات وصفية عن الكتلة نفسها.

كما تشير الكتلة عادةً إلى هاش الكتلة السابقة.

وهاش الكتلة السابقة هو ما يمنح البلوكشين بنيتها المتسلسلة.

إذا حاول مهاجم تغيير معاملة سابقة، تتغير الكتلة التي تتضمنها.

وعندما تتغير الكتلة، يتغير هاشها.

وعند تغير الهاش، يصبح مرجع الكتلة السابقة في الكتلة التالية غير صالح.

ينشئ ذلك سلسلة متتابعة من التغييرات تجعل التلاعب ظاهرًا.

كلما زاد عدد الكتل اللاحقة فوق كتلة ما، ازدادت صعوبة إعادة كتابة سجلها على شبكة آمنة تستخدم إثبات العمل.

وتُعد هذه البنية المرتبطة بالهاشات أحد أسباب أهمية تأكيدات الكتل في العملات المشفرة.

تعني التأكيدات الإضافية عادةً إضافة مزيد من الكتل بعد كتلة المعاملة.

وهذا يجعل عكس المعاملة أصعب في ظروف الشبكة العادية.

هاشات البلوكشين وBitcoin

تُعد Bitcoin أشهر مثال على استخدام التجزئة في البلوكشين ضمن العملات المشفرة.

تصف الورقة البيضاء الأصلية لـ Bitcoin سلسلة من إثباتات العمل القائمة على الهاشات، تسجل المعاملات ضمن بنية مؤرخة زمنيًا.

تستخدم Bitcoin التجزئة في معرّفات المعاملات وجذور Merkle وترويسات الكتل وتعدين إثبات العمل وربط الكتل.

تتضمن ترويسة كتلة Bitcoin حقولًا مهمة مثل هاش الكتلة السابقة وجذر Merkle والطابع الزمني وهدف الصعوبة والرقم العشوائي nonce.

يوضح مرجع سلسلة الكتل لمطوري Bitcoin بنية بيانات سلسلة الكتل المستخدمة في برمجيات Bitcoin ودورها.

يحسب معدّنو Bitcoin هاش بيانات ترويسة الكتلة مرارًا، مع تغيير قيمة nonce وحقول أخرى.

والهدف هو العثور على هاش كتلة يفي بهدف الصعوبة الحالي للشبكة.

تُسمى هذه العملية إثبات العمل لأنها تتطلب جهدًا حاسوبيًا حقيقيًا.

يمكن للعُقد الأخرى التحقق من النتيجة بسرعة عن طريق حساب هاش ترويسة الكتلة والتأكد من أن الخرج يفي بالهدف.

وهذا يجعل تنفيذ التعدين مكلفًا، بينما يسهل على الشبكة التحقق منه.

هاشات البلوكشين وEthereum

تستخدم Ethereum التجزئة أيضًا في أنحاء نظام البلوكشين الخاص بها.

وتستخدم Keccak-256 عادةً في كثير من البنى الأساسية وإجراءات التطوير فيها.

تصف الورقة الصفراء لـ Ethereum التصميم التقني للشبكة، بما في ذلك البنى القائمة على الهاشات والمستخدمة في البروتوكول.

تُستخدم الهاشات في بيانات كتل Ethereum ومعرّفات المعاملات وجذور الحالة وجذور الإيصالات وهياكل التخزين وتفاعلات العقود الذكية.

عندما يرسل المستخدمون معاملات Ethereum، تستطيع المحافظ والتطبيقات تتبعها باستخدام هاش المعاملة.

وعندما تخزن العقود الذكية البيانات أو تتحقق منها، يمكن للتجزئة المساعدة على إنشاء معرّفات والتزامات موجزة وآمنة.

يستخدم مطورو Ethereum الهاشات أيضًا عند العمل مع محددات الدوال وموضوعات الأحداث وإثباتات Merkle والتحقق من الحالة.

يوضح ذلك أن هاشات البلوكشين لا تفيد تعدين إثبات العمل وحده.

بل هي مهمة أيضًا في منصات العقود الذكية والتطبيقات اللامركزية وأنظمة البيانات على السلسلة.

ما هاش المعاملة؟

هاش المعاملة هو معرّف فريد لمعاملة على البلوكشين.

ويُسمى غالبًا معرّف المعاملة أو txid.

عندما يرسل المستخدم عملة مشفرة، تعالج الشبكة بيانات المعاملة.

ويتيح هاش المعاملة للمستخدم أو المحفظة أو المنصة أو مستكشف البلوكشين العثور على تلك المعاملة تحديدًا.

قد يساعد هاش المعاملة على إظهار ما إذا كانت المعاملة معلقة أو مؤكدة أو فاشلة أو مستبدلة، وفقًا للبلوكشين.

وقد يعرض أيضًا عنوان الإرسال وعنوان الاستلام والمبلغ والرسوم ورقم الكتلة والطابع الزمني وحالة التأكيد، عندما تكون هذه البيانات عامة.

هاش المعاملة ليس إيصال دفع مصرفيًا.

بل هو معرّف على البلوكشين يشير إلى نشاط على السلسلة.

ينبغي للمستخدمين نسخ هاشات المعاملات بعناية، لأن خطأً في حرف واحد قد يشير إلى معاملة مختلفة أو إلى عدم وجود معاملة.

في دعم العملاء وتتبع المحافظ المحاسبية والضرائب ومراجعات التدقيق، غالبًا ما يكون هاش المعاملة أحد أكثر الأدلة فائدة.

ما هاش الكتلة؟

هاش الكتلة هو الهاش الذي يحدد كتلة معينة على البلوكشين.

ويُنشأ من بيانات ترويسة الكتلة أو من بيانات أخرى خاصة بالكتلة، بحسب الشبكة.

يساعد هاش الكتلة العُقد على الإشارة إلى الكتلة نفسها من دون إرسال الكتلة كاملة في كل مرة.

كما يساعد على ربط الكتلة بالكتلة السابقة.

في أنظمة إثبات العمل، قد يبيّن هاش الكتلة ما إذا كان المعدّن قد استوفى متطلبات الصعوبة.

وفي تصاميم البلوكشين الأخرى، يظل هاش الكتلة مفيدًا لتحديد بيانات الكتلة والتحقق منها.

يكتسب هاش الكتلة أهميته لأن الكتل قد تحتوي على معاملات كثيرة.

وبدلًا من مقارنة كل معاملة يدويًا، يمكن للعُقد استخدام الهاشات والإثباتات المنظمة للتحقق من تطابق البيانات.

وهذا يحسن الكفاءة عبر الشبكات الموزعة.

كما تكتسب هاشات الكتل أهميتها لمستكشفات البلوكشين والمحافظ وأدوات الفهرسة والتحليلات ومزودي البنية التحتية الذين يتتبعون سجل البلوكشين.

ما هاش جذر Merkle؟

هاش جذر Merkle هو هاش واحد يلخص عددًا كبيرًا من المعاملات أو عناصر البيانات داخل كتلة.

ويُنشأ باستخدام شجرة Merkle.

في شجرة Merkle، يُحسب هاش كل معاملة، ثم تُجمّع أزواج الهاشات ويُحسب لها هاش جديد بشكل متكرر إلى أن يبقى هاش نهائي واحد.

وهذا الهاش النهائي هو جذر Merkle.

يتيح جذر Merkle للبلوكشين إثبات انتماء معاملة إلى كتلة من دون الحاجة إلى تنزيل كل عميل خفيف لجميع المعاملات.

وهذا مفيد لقابلية التوسع والتحقق.

إذا تغيرت معاملة واحدة، يتغير هاشها.

ويؤثر هذا التغيير في الهاشات التي تعلوها في الشجرة.

وفي النهاية، يتغير جذر Merkle أيضًا.

وهذا يجعل جذر Merkle ملخصًا موجزًا لجميع المعاملات المضمنة.

في العملات المشفرة، تساعد جذور Merkle على التحقق من مجموعات كبيرة من بيانات المعاملات بسهولة أكبر.

التجزئة وتعدين إثبات العمل

تُعد التجزئة عنصرًا أساسيًا في تعدين إثبات العمل.

في نظام إثبات العمل، يتنافس المعدّنون للعثور على هاش يفي بهدف الصعوبة الذي تحدده الشبكة.

ويفعلون ذلك بتغيير بيانات ترويسة الكتلة وحساب هاشها مرات كثيرة.

تفشل معظم المحاولات لأن الهاش الناتج لا يفي بالهدف.

وفي النهاية، يعثر أحد المعدّنين على هاش صالح ويبث الكتلة إلى الشبكة.

يمكن للعُقد الأخرى التحقق بسرعة من الهاش وتحديد ما إذا كان إثبات العمل صالحًا.

يجعل هذا التصميم إنشاء الكتل مكلفًا، مع إبقاء التحقق منها فعالًا.

كما تساعد عملية التعدين على ترتيب المعاملات وحماية السلسلة من إعادة كتابتها بسهولة.

لكن التجزئة وحدها لا تضمن اللامركزية أو الأمان.

فمشاركة الشبكة وتوزيع التعدين وتعديل الصعوبة والحوافز الاقتصادية والتحقق من العُقد كلها عوامل مهمة.

توفر التجزئة اللغز التقني، بينما يوفر البروتوكول الأوسع البيئة الأمنية.

معدل التجزئة وهاشات البلوكشين

يقيس معدل التجزئة عدد عمليات حساب الهاش التي ينفذها المعدّنون أو أجهزة التعدين في الثانية.

في شبكات العملات المشفرة التي تستخدم إثبات العمل، يعني ارتفاع إجمالي معدل التجزئة للشبكة عادةً استخدام قدرة حاسوبية أكبر لتأمينها.

معدل التجزئة ليس هو نفسه هاش البلوكشين.

فهاش البلوكشين هو خرج دالة تجزئة.

أما معدل التجزئة فهو سرعة محاولة إنتاج هذه المخرجات.

وهذا الفرق مهم لأن المبتدئين كثيرًا ما يخلطون بين المصطلحين.

قد ينفذ أحد المعدّنين تريليونات محاولات حساب الهاش في الثانية.

وتنتج كل محاولة هاشًا مرشحًا.

ولا يمكن إنشاء كتلة صالحة إلا باستخدام هاش يفي بهدف الصعوبة.

في تعدين العملات المشفرة، الهاش هو النتيجة، ومعدل التجزئة هو وتيرة محاولة الوصول إلى النتائج.

التجزئة وعناوين المحافظ

قد تؤدي التجزئة دورًا أيضًا في إنشاء عناوين المحافظ.

تستخدم شبكات البلوكشين المختلفة تنسيقات للعناوين وخطوات تشفيرية مختلفة.

في كثير من الأنظمة، تُعالج التجزئة مفتاحًا عامًا أو بيانات مرتبطة به، ثم تُرمّز لإنشاء عنوان أقصر.

وهذا يساعد المستخدمين على استلام العملات المشفرة من دون مشاركة مفتاح عام كامل في كل الحالات.

لكن عنوان المحفظة ليس هو نفسه المفتاح الخاص.

يمكن مشاركة عنوان المحفظة علنًا لاستلام الأموال.

ويجب أن يظل المفتاح الخاص سريًا، لأنه يتحكم في إمكانية توقيع المعاملات.

قد تساعد التجزئة على إنشاء العناوين، لكنها لا تحمي المستخدمين الذين يكشفون مفاتيحهم الخاصة أو عبارات الاسترداد.

ويظل أمان المحفظة الجيد معتمدًا على التخزين الآمن للمفاتيح ومراجعة المعاملات بعناية والحماية من التصيد الاحتيالي.

التجزئة والعقود الذكية

تستخدم العقود الذكية التجزئة في مهام عملية كثيرة.

قد يحسب العقد الذكي هاش البيانات لمقارنة الالتزامات أو التحقق من الإثباتات أو إنشاء المعرّفات أو تنظيم القيم المخزنة.

وقد يستخدم المطورون الهاشات لإنشاء القوائم المسموح بها وأنظمة التصويت والمطالبات والمزادات والجسور وأدوات التحقق عبر السلاسل.

فعلى سبيل المثال، قد ينشر مشروع ما التزامًا على هيئة هاش قبل كشف البيانات كاملةً لاحقًا.

وعندما تُكشف البيانات، يمكن للمستخدمين حساب هاشها والتحقق من مطابقته للالتزام الأصلي.

وهذا يساعد على إثبات عدم تغيير البيانات بعد إنشاء الالتزام.

وقد تستخدم العقود الذكية أيضًا إثباتات Merkle لتمكين المستخدمين من إثبات وجودهم في قائمة كبيرة من دون تخزين القائمة كاملةً على السلسلة.

وقد يقلل ذلك تكاليف المعاملات ويحسن الكفاءة.

لكن يجب تصميم التجزئة في العقود الذكية بعناية.

فقد يؤدي ترميز البيانات الضعيف أو الافتراضات غير السليمة أو غياب الفصل بين المجالات إلى مشكلات أمنية.

أمان هاش البلوكشين

يعتمد أمان هاش البلوكشين على دالة التجزئة وكيفية استخدام البروتوكول لها.

ينبغي لدالة التجزئة القوية أن تجعل عكس الهاش أو توقع مخرجات مفيدة أو العثور على تصادمات باستخدام موارد عملية أمرًا غير واقعي.

كما يعتمد الأمان على استخدام الدالة بطريقة صحيحة.

فحتى خوارزمية التجزئة القوية قد تكون غير آمنة إذا جمع المطورون البيانات بطرق غير واضحة أو لم يفصلوا بين حالات الاستخدام المختلفة.

فعلى سبيل المثال، قد ينتج عن بنيتين مختلفتين للبيانات مدخل مرمز واحد بالخطأ إذا كانت قواعد الترميز ملتبسة.

يمكن للمطورين تقليل هذا الخطر باستخدام طرق ترميز معيارية ومكتبات خضعت للمراجعة ومواصفات واضحة للبروتوكول.

كما ينبغي لشبكات البلوكشين مراعاة الأمان على المدى الطويل.

فقد تحتاج الخوارزميات التي تُعد قوية اليوم إلى المراجعة مستقبلًا مع تطور تحليل الشفرات والأجهزة وأبحاث الحوسبة الكمومية.

ولهذا تواصل هيئات المعايير الرئيسية ومجتمعات المصادر المفتوحة دراسة الخوارزميات التشفيرية.

في عالم العملات المشفرة، لا يقتصر الأمان على اختيار دالة تجزئة مشهورة.

بل يعتمد على استخدام الدالة المناسبة بالطريقة الصحيحة ضمن بروتوكول مصمم جيدًا.

مقاومة التصادم في البلوكشين

يحدث التصادم عندما ينتج مدخلان مختلفان خرج الهاش نفسه.

وبما أن مخرجات الهاش ذات طول ثابت، فإن التصادمات ممكنة من الناحية الرياضية.

لكن العثور على تصادم مفيد في دالة تجزئة آمنة ينبغي أن يكون مستحيلًا عمليًا.

تكتسب مقاومة التصادم أهميتها لأن شبكات البلوكشين تعتمد على الهاشات لتحديد البيانات بوضوح.

إذا تمكن المهاجمون من العثور على تصادمات بسهولة، فقد يحاولون استبدال جزء من البيانات بآخر مع الإبقاء على الهاش نفسه.

وقد يضر ذلك بالثقة في معرّفات المعاملات وجذور Merkle ومراجع الكتل وأنظمة الإثبات.

تستخدم أنظمة البلوكشين الحديثة دوال تجزئة مصممة لجعل هجمات التصادم غير واقعية باستخدام موارد الحوسبة العملية الحالية.

ومع ذلك، ينبغي للمطورين تجنب دوال التجزئة القديمة أو المعطوبة في أنظمة العملات المشفرة الحساسة أمنيًا.

كما ينبغي لهم اتباع المعايير الحالية بدلًا من ابتكار خوارزميات تجزئة خاصة بهم.

مقاومة استعادة المدخل الأصلي في البلوكشين

تعني مقاومة استعادة المدخل الأصلي صعوبة العثور على المدخل الأصلي للغاية عند معرفة الهاش فقط.

تكتسب هذه الخاصية أهميتها في الالتزامات والمعرّفات وبعض التصاميم المرتبطة بالخصوصية.

فعلى سبيل المثال، إذا التزم المستخدم بسر عبر نشر هاشه، فينبغي ألا يتمكن الآخرون من اكتشاف السر من الهاش وحده.

يمكن للمستخدم لاحقًا كشف السر، ويستطيع أي شخص حساب هاشه للتحقق من مطابقته للالتزام السابق.

وهذا مفيد في بعض ألعاب البلوكشين والمزادات وأنظمة الحوكمة والبروتوكولات التشفيرية.

لكن مقاومة استعادة المدخل الأصلي لا تعني أن كل قيمة مجزأة خاصة.

فإذا كان من السهل تخمين المدخل الأصلي، يمكن للمهاجمين حساب هاشات التخمينات المحتملة ومقارنة النتائج.

ولهذا فإن تجزئة كلمة مرور ضعيفة أو عبارة واضحة من دون حماية مناسبة لا تُعد آمنة.

يجب على المطورين التفكير بعناية في المعلومات التي يخفيها الهاش فعليًا داخل أنظمة البلوكشين.

خوارزميات التجزئة الشائعة في البلوكشين

تستخدم شبكات البلوكشين المختلفة خوارزميات تجزئة مختلفة بحسب أهداف تصميمها.

ترتبط SHA-256 بقوة بـ Bitcoin وبكثير من مفاهيم إثبات العمل.

وترتبط Keccak-256 بقوة بـ Ethereum وبكثير من أنماط التطوير المتوافقة معها.

وقد تستخدم أنظمة بلوكشين أخرى خوارزميات مثل Blake2 أو Blake3 أو SHA-3 أو RIPEMD-160 أو تركيبات خاصة بالشبكة.

لا توجد خوارزمية تجزئة واحدة تستخدمها كل شبكات البلوكشين.

تعتمد الخوارزمية الصحيحة على قواعد البروتوكول.

ينبغي ألا يفترض المطورون أن سلسلتين تستخدمان طريقة التجزئة نفسها لمجرد أن هاشات معاملاتهما تبدو متشابهة.

يجب على المحافظ ومستكشفات البلوكشين والجسور والعقود الذكية اتباع قواعد التجزئة الدقيقة للسلسلة التي تدعمها.

وقد يؤدي اختلاف بسيط في الترميز أو اختيار الخوارزمية إلى هاش مختلف تمامًا.

هاشات البلوكشين وسلامة البيانات

تعني سلامة البيانات عدم تغييرها بطريقة غير مصرح بها أو عن طريق الخطأ.

وتُعد الهاشات من الأدوات الرئيسية التي تستخدمها شبكات البلوكشين لحماية سلامة البيانات.

عند تجزئة البيانات، تصبح البصمة الرقمية وسيلة موجزة للتحقق من سلامتها.

إذا أنتجت البيانات الهاش نفسه لاحقًا، فهذا دليل قوي على أنها لم تتغير.

أما إذا أنتجت هاشًا مختلفًا، فهذا يعني أن شيئًا ما قد تغير.

وهذا مفيد للكتل والمعاملات وكود العقود الذكية والملفات وبيانات Oracle والسجلات خارج السلسلة المرتبطة بالتزامات على السلسلة.

تخزن بعض مشاريع العملات المشفرة هاشًا فقط على السلسلة، مع الاحتفاظ بالبيانات الكبيرة خارجها.

وقد يقلل ذلك التكلفة، لأن تخزين كميات كبيرة من البيانات مباشرةً على السلسلة قد يكون مكلفًا.

يمكن للمستخدمين لاحقًا التحقق من البيانات خارج السلسلة بحساب هاشها ومقارنة النتيجة بالهاش المسجل على السلسلة.

هذا النهج مفيد، لكنه يظل معتمدًا على الحفاظ على إمكانية الوصول إلى البيانات الأصلية خارج السلسلة.

هاشات البلوكشين والخصوصية

قد يدعم الهاش الخصوصية في بعض الحالات، لكنه لا يجعل البيانات خاصة تلقائيًا.

إذا جرى تجزئة معلومات حساسة وكان من السهل تخمينها، فقد يكتشفها المهاجم عبر تجربة التخمينات.

فعلى سبيل المثال، قد لا تحمي تجزئة اسم بسيط أو رقم هاتف أو عبارة شائعة المعلومات جيدًا.

في العملات المشفرة، قد تكشف شبكات البلوكشين العامة أنماط المعاملات حتى عندما لا يرى المستخدمون سوى العناوين والهاشات.

لا يكشف هاش المعاملة المفتاح الخاص، لكنه قد يشير إلى تفاصيل معاملات عامة.

قد تستخدم تصاميم البلوكشين التي تراعي الخصوصية التجزئة مع إثباتات المعرفة الصفرية أو الالتزامات أو التشفير أو أدوات الخلط أو أدوات تشفيرية أخرى.

التجزئة لبنة أساسية، وليست حلًا كاملًا للخصوصية.

ينبغي ألا ينشر المستخدمون معلومات شخصية حساسة على السلسلة لمجرد تجزئتها.

فبمجرد تسجيل البيانات أو الالتزام على بلوكشين عام، قد يظل مرئيًا مدة طويلة جدًا.

هاشات البلوكشين ونهائية المعاملات

تساعد هاشات البلوكشين المستخدمين على فهم تأكيد المعاملة، لكنها لا تعني الشيء نفسه الذي تعنيه النهائية.

يمكن لهاش المعاملة تحديدها قبل إدراجها في كتلة أو بعده.

أما النهائية فتصف مدى صعوبة عكس تلك المعاملة أو استحالته وفق قواعد الإجماع الخاصة بالشبكة.

تكون النهائية احتمالية في بعض الشبكات.

أي إن مستوى الثقة يزداد مع إضافة مزيد من الكتل بعد المعاملة.

وفي شبكات أخرى، قد تتحقق النهائية عبر تصويت المدققين أو أنظمة نقاط التحقق.

تساعد الهاشات على تتبع المعاملات وسجل الكتل.

أما الإجماع فيحدد ما إذا كانت الشبكة تقبل هذا السجل.

وهذا التمييز مهم، لأن ظهور هاش للمعاملة لا يعني دائمًا أنها أصبحت نهائية.

ينبغي للمستخدمين التحقق من حالة التأكيد وإدراج الكتلة وقواعد النهائية الخاصة بالشبكة قبل اعتبار معاملة العملات المشفرة مسوّاة.

كيفية استخدام المطورين لهاشات البلوكشين

يستخدم مطورو البلوكشين الهاشات في جميع جوانب تصميم تطبيقات العملات المشفرة تقريبًا.

ويستخدمونها لتحديد المعاملات والتحقق من الرسائل وإنشاء الالتزامات وتنظيم إثباتات Merkle والتأكد من سلامة البيانات.

كما يستخدمونها عند بناء الجسور والمحافظ وأدوات الفهرسة وأنظمة التوكنات وأدوات الحوكمة والتطبيقات اللامركزية.

قد يحسب المطور هاش البيانات المنظمة قبل أن يطلب من المحفظة توقيعها.

وقد يحسب هاش ملف قبل تخزين البصمة على السلسلة.

وقد يحسب هاش قائمة بالعناوين المؤهلة لإنشاء جذر Merkle لمطالبة بالتوكنات.

وقد يقارن الهاشات للتحقق من تطابق ملف عقد مُنزّل مع نسخة متوقعة.

ونظرًا إلى شيوع الهاشات، يجب على مطوري البلوكشين فهم الترميز وترتيب البايتات واختيار الخوارزمية والأعراف الخاصة بكل سلسلة.

تنجم كثير من أخطاء البلوكشين عن سوء استخدام دالة التجزئة، لا عن خلل فيها بحد ذاتها.

كيفية قراءة المستخدمين لهاش البلوكشين

يرى معظم المستخدمين هاشات البلوكشين في المحافظ ومستكشفات البلوكشين وصفحات السحب وسجلات الإيداع وتذاكر الدعم.

يظهر هاش المعاملة عادةً كسلسلة طويلة من الأحرف والأرقام.

ولا يحتاج المستخدمون إلى حفظ كل حرف أو تفسيره يدويًا.

لكن ينبغي لهم معرفة أن الهاش معرّف لمعاملة أو كتلة محددة.

عند التحقق من تحويل عملات مشفرة، يمكن للمستخدمين لصق هاش المعاملة في مستكشف بلوكشين موثوق للشبكة الصحيحة.

وينبغي التأكد من استخدام السلسلة الصحيحة، لأن المحفظة نفسها قد تتفاعل مع شبكات متعددة.

كما ينبغي التحقق من التوكن والمبلغ وعنوان الاستلام والحالة والرسوم والتأكيدات.

قد يساعد هاش المعاملة على تأكيد ما حدث، لكن ينبغي للمستخدمين مراجعة تفاصيل المعاملة كاملةً.

وهذا مهم بوجه خاص عند إرسال الأموال أو تتبع الإيداعات أو التحقيق في التحويلات الفاشلة.

هاش البلوكشين ببساطة

هاش البلوكشين يشبه البصمة الرقمية لبيانات العملات المشفرة.

وقد تكون البيانات معاملة أو كتلة أو عقدًا أو مجموعة من السجلات.

يكون الهاش أقصر من البيانات الأصلية.

إذا تغيرت البيانات، يتغير الهاش.

وهذا يجعل الهاشات مفيدة للتحقق من بقاء بيانات البلوكشين كما هي.

تساعد الهاشات على ربط الكتل وتحديد المعاملات ودعم التعدين والتحقق من بيانات العقود الذكية وحماية سجلات البلوكشين.

لا يكشف الهاش عادةً البيانات الأصلية بمفرده.

كما أنه لا يثبت وحده نهائية المعاملة.

إنه أداة تحقق فعالة تعمل مع بقية مكونات نظام البلوكشين.

الأسئلة الشائعة

ما معنى هاش البلوكشين؟

هاش البلوكشين هو بصمة رقمية ثابتة الطول تُنشأ من بيانات البلوكشين باستخدام دالة تجزئة تشفيرية.

ويساعد على تحديد المعاملات والكتل وسجلات العملات المشفرة الأخرى والتحقق منها وحمايتها.

ما هاش المعاملة؟

هاش المعاملة هو المعرّف الفريد لمعاملة على البلوكشين.

يمكن للمستخدمين استخدامه لتتبع حالة المعاملة والتأكيدات والرسوم والعناوين وغيرها من تفاصيل المعاملة العامة على الشبكة الصحيحة.

ما هاش الكتلة؟

هاش الكتلة هو الهاش الذي يحدد كتلة معينة.

ويساعد على ربط الكتل بعضها ببعض، ويتيح للعُقد التحقق من عدم تغيير بيانات الكتلة.

لماذا تكتسب الهاشات أهميتها في Bitcoin؟

تكتسب الهاشات أهميتها في Bitcoin لأنها تساعد على تحديد المعاملات وربط الكتل وإنشاء جذور Merkle ودعم تعدين إثبات العمل.

ويستخدم معدّنو Bitcoin التجزئة للبحث عن هاش كتلة صالح يفي بهدف صعوبة الشبكة.

لماذا تكتسب الهاشات أهميتها في العقود الذكية؟

تستخدم العقود الذكية الهاشات للالتزامات والمعرّفات وإثباتات Merkle والتحقق من البيانات ومعالجة الرسائل بأمان.

وتساعد التجزئة العقود الذكية على التحقق من المعلومات من دون الحاجة دائمًا إلى تخزين كميات كبيرة من البيانات على السلسلة.

هل يمكن عكس هاش البلوكشين؟

لا ينبغي أن يكون عكس هاش البلوكشين الآمن ممكنًا عمليًا.

صُممت التجزئة لتكون أحادية الاتجاه، ما يعني أن المستخدمين يستطيعون التحقق من مدخل بمقارنته بالهاش، لكن ينبغي ألا يتمكنوا من استعادة المدخل الأصلي من الهاش وحده.

هل يمكن لمدخلين في البلوكشين إنتاج الهاش نفسه؟

نظريًا، قد ينتج مدخلان مختلفان هاشًا ثابت الطول نفسه، لأن عدد المدخلات الممكنة غير محدود.

لكن دالة التجزئة الآمنة تجعل العثور على تصادم مفيد بالغ الصعوبة عمليًا.

هل هاش البلوكشين هو نفسه عنوان المحفظة؟

لا، هاش البلوكشين ليس هو نفسه عنوان المحفظة.

فالهاش بصمة رقمية للبيانات، بينما يُستخدم عنوان المحفظة لاستلام العملات المشفرة ويُنشأ باستخدام خطوات تشفير وترميز خاصة بكل سلسلة.

هل هاش المعاملة دليل على الدفع؟

يُعد هاش المعاملة دليلًا قويًا على إنشاء معاملة أو تسجيلها، لكن ينبغي للمستخدمين التحقق من حالتها وتأكيداتها.

فقد لا يعني هاش معاملة معلقة أو فاشلة أو مرسلة عبر شبكة خاطئة أن الدفع قد سُوّي بالكامل.

هل تجعل التجزئة بيانات البلوكشين خاصة؟

قد تساعد التجزئة على إخفاء بعض المعلومات عند استخدامها على نحو صحيح، لكنها لا تجعل البيانات خاصة تلقائيًا.

إذا كان من السهل تخمين المدخل الأصلي أو كانت تفاصيل المعاملة عامة، فقد لا يوفر الهاش خصوصية فعلية.

الخلاصة

هاش البلوكشين أحد أهم العناصر الأساسية في تقنية العملات المشفرة.

فهو يحول بيانات البلوكشين إلى بصمة رقمية ثابتة الطول يسهل مقارنتها ويصعب تزويرها.

تساعد الهاشات على تحديد المعاملات وربط الكتل وتلخيص مجموعات المعاملات ودعم إثبات العمل والتحقق من بيانات العقود الذكية وحماية سلامة السجل.

وتُستخدم في Bitcoin وEthereum والعديد من شبكات البلوكشين الأخرى، مع اختلاف الخوارزميات وهياكل البيانات الدقيقة حسب البروتوكول.

الهاش ليس تشفيرًا أو توقيعًا رقميًا أو عنوان محفظة أو تسوية نهائية بحد ذاته.

بل هو أداة تشفيرية تساعد أنظمة البلوكشين على التحقق من البيانات واكتشاف التغييرات.

يساعد فهم الهاشات مستخدمي العملات المشفرة على تتبع المعاملات وقراءة مستكشفات البلوكشين وفهم التأكيدات.

أما للمطورين، ففهم الهاشات ضروري لبناء محافظ وعقود ذكية وجسور وإثباتات وتطبيقات بلوكشين آمنة.

في نظام لامركزي يحتاج فيه كثير من المشاركين إلى الاتفاق على بيانات مشتركة، توفر هاشات البلوكشين البصمات الموجزة التي تساعد على إبقاء سجل العملات المشفرة متسقًا وقابلًا للتحقق وآمنًا.