Mi az a kettős hash-elés?
A kettős hash-elés azt jelenti, hogy az adatot kétszer futtatjuk át egy hash-függvényen, gyakran ugyanazon, néha pedig két különbözőn. Az eredmény egy új ujjlenyomat, amely továbbra is rövid és rögzített hosszúságú, csak éppen egy további védelmi réteggel. Képzeljük el úgy, mintha bezárnánk egy bőröndöt, aztán betennénk egy másik bőröndbe, és azt is bezárnánk.
„A kettős hash-elés mindig kétszeres biztonságot jelent.” Nem egészen. Elsősorban bizonyos támadások és tervezési sajátosságok ellen nyújt védelmet, egyes rendszerekben pedig azért választják, mert egyszerű megvalósítani, nem pedig azért, mert varázsütésre kétszeres biztonságot ad.
Hogyan működik a kettős hash-elés?
Íme egy rövid áttekintés a Bitcoin működésének logikájával. Tömören és érthetően.
- 1. lépés: Az adatból indulunk ki, például egy blokkfejlécből vagy tranzakcióból.
- 2. lépés: Futtassuk át egy kriptográfiai hash-függvényen, hogy megkapjuk a hashértéket.
- 3. lépés: A kapott hashértéket hash-eljük újra. A tervezéstől függően ugyanazt a függvényt vagy egy másikat használjuk.
- 4. lépés: A végső hashértéket azonosítóként használjuk, például tranzakcióazonosítóként (TxID) vagy proof of work esetén a blokkfejléc hashértékeként.
- 5. lépés: Bárki ellenőrizheti az eredményt a két hashművelet megismétlésével és az értékek összevetésével. Gyors, determinisztikus, kész.
Így működik a kettős hash-elés.
Miért fontos a kettős hash-elés?
Mit nyerünk vele a dicsekvésen kívül?
- Előny: További védelmet nyújt bizonyos támadástípusok ellen, például egyes egyszeres menetes megoldásoknál a hosszabbításos támadás ellen.
- Nézőpont: Támogatja a hálózati szintű ellenőrzéseket, amelyek megerősítik a kibányászott és széles körben ellenőrzött nyilvántartások megváltoztathatatlanságát.
- Jelentősége: Találkozhatunk vele a Bitcoin blokkfejléceiben, egyes címformátumoknál, valamint számos olyan könyvtárban, amely alapértelmezés szerint double SHA 256-ot használ.
A kettős hash-elés tesztelésekor hasonlítsuk össze az eredményt ismert tesztvektorokkal, és figyeljünk a bájtsorrendre, valamint a kódolásra mindkét menet előtt és után. Egy apró eltérés is elég, hogy délibábokat üldözzünk.
A kettős hash-elés fő jellemzői
A legfontosabb tudnivalók:
- Rétegek: A két menet újabb, önálló tömörítést végez az adaton.
- Determinizmus: Ugyanaz a bemenet minden alkalommal ugyanazt a kimenetet eredményezi, mindkét menet során.
- Gyakorlatiasság: Nagy léptékben is könnyű ellenőrizni, mivel mindkét menet gyors.
Hogyan számítjuk ki a kettős hash-elést?
Kiszámítjuk a bemenet hashértékét, majd az eredményt is hash-eljük. Képlettel felírva:
H2(x) = H(H(x)) Példa a Bitcoin világából:
H2(x) = SHA 256(SHA 256(x)) A címek gyakran két különböző függvényt kombinálnak:
Hmix(x) = RIPEMD 160(SHA 256(x)) Változatok
Ugyanaz az alapötlet, különböző változatokban:
- azonos: Ugyanazt a függvényt alkalmazzuk kétszer, például SHA 256-ot, majd ismét SHA 256-ot.
- kevert: Két különböző függvényt alkalmazunk egymás után, például SHA 256-ot, majd RIPEMD 160-at.
- cím: A Bitcoin-stílusú címek egy nyilvános kulcsot hash-elnek először SHA 256-tal, majd RIPEMD 160-nal; ez a kettős hash-elés klasszikus kombinációja.
A kettős hash-elést egyszerű kiszámítani, de ügyeljünk a bemeneti adatokra. A bájtsorrenddel kapcsolatos sajátosságok, a padding szabályai és a sortörés karakterei akkor is elronthatják az eredményt, ha a kód tökéletesnek tűnik.
Példa
A Bitcoin-bányászok kétszer számítják ki a SHA 256-ot egy blokkfejlécen, a csomópontok pedig ugyanezt a két menetet ellenőrzik a blokk elfogadása előtt.
Érdekesség
Satoshi részben azért választotta a double SHA 256-ot a blokkfejlécekhez, hogy mérsékelje a hosszabbításos támadásokhoz hasonló támadások kockázatát, és hogy a különböző komponensek ne támaszkodjanak egyetlen nyers menetre. Ez egy elegáns mérnöki megoldás volt, amely kiállta az idő próbáját.
Összefoglalás
Röviden: a kettős hash-elés kétszeri hash-elést jelent a megbízhatóbb ellenőrzések és az átgondoltabb tervezés érdekében; egy apró pluszlépés, amelyre a nagy rendszerek nap mint nap támaszkodnak.