SHA-256 no Blockchain: Uma Análise Técnica Aprofundada

O que é SHA-256?

SHA-256 (Algoritmo de Hashing Seguro) é um algoritmo de hashing criptográfico proeminente desenvolvido pela Agência de Segurança Nacional dos Estados Unidos. A função principal do SHA-256 é transformar conjuntos de dados aleatórios em valores de comprimento fixo que servem como identificadores únicos para esses dados.

O valor de hash resultante é comparado com duplicatas dos dados originais, que não podem ser extraídos retroativamente. O algoritmo é amplamente implementado em várias aplicações e serviços relacionados à segurança da informação. Além disso, serve como uma tecnologia chave para operações de mineração de criptomoeda.

SHA-256 pertence à família de algoritmos de criptografia SHA-2, que foram desenvolvidos com base no algoritmo SHA-1 criado pela primeira vez em 1995 para uso civil. O algoritmo SHA-2 foi desenvolvido pela NSA na primavera de 2002. Dentro de três anos, a NSA lançou uma patente para o uso da tecnologia SHA em projetos civis.

Em 2012, o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia criou uma versão atualizada do algoritmo: SHA-3. Eventualmente, este novo algoritmo substituirá tanto o algoritmo principal atual SHA-2 quanto o SHA-1, que está desatualizado, mas ainda é utilizado.

Como o SHA-256 Funciona

Uma soma de hash não é uma tecnologia de criptografia de dados no sentido clássico, o que explica a impossibilidade de descriptografar os dados ao contrário. É uma criptografia unidirecional para qualquer quantidade de dados. Todos os algoritmos SHA são baseados no método Merkle-Damgård: os dados são divididos em grupos uniformes, cada um dos quais passa por uma função de compressão unidirecional. Como resultado, o comprimento dos dados diminui.

Este método tem duas vantagens significativas:

• Alta velocidade de criptografia com decriptação virtualmente impossível sem chaves
• Risco mínimo de colisões (imagens idênticas)

Aplicações Além das Criptomoedas

Cada utilizador da internet, conscientemente ou não, interage diariamente com SHA-256: o certificado de segurança SSL que protege cada website inclui o algoritmo SHA-256. Isto é necessário para estabelecer e autenticar conexões seguras com websites.

Vantagens do SHA-256

SHA-256 é o algoritmo de mineração mais difundido entre todos os outros. Ele se provou como um algoritmo resistente a hacks ( com raras exceções ) e eficiente tanto para tarefas de mineração quanto para outros propósitos. O algoritmo oferece segurança excepcional através de seu processo complexo de transformação de dados de entrada em hashes criptografados.

Limitações do SHA-256

A principal desvantagem do SHA-256 é a sua suscetibilidade à centralização da mineração: os proprietários dos maiores poderes computacionais recebem uma maior parte da criptomoeda, o que exclui um dos princípios fundamentais das criptomoedas - a descentralização.

Após grandes investidores começarem a investir em poder de computação para mineração industrial de Bitcoin, a dificuldade de mineração aumentou várias vezes e passou a exigir um poder de computação excepcional. Essa desvantagem foi abordada em outros protocolos que são mais modernos e "personalizados" para uso na mineração de criptomoedas, como Scrypt. Apesar do fato de que hoje SHA-256 ocupa uma grande parte do mercado de criptomoedas, ele enfraquecerá sua influência em favor de protocolos mais protegidos e avançados.

Após algum tempo, os algoritmos SHA-1 deixaram de fornecer o nível necessário de fiabilidade devido à provável ocorrência de colisões. O SHA-256, assim como o SHA-512, está melhor protegido contra essa desvantagem, mas a probabilidade de ocorrência ainda está presente.

Mineração com SHA-256

Minerar em SHA-256, como em qualquer outro algoritmo, é o processo de resolver tarefas criptográficas complexas geradas por software de mineração com base em dados de blocos anteriores.

A mineração usando a função SHA-256 pode ser feita de três maneiras:

• CPU (processador central)
• GPU (processador gráfico)
• Processador especializado: ASIC

Na mineração, a soma de hash é usada como um identificador para blocos existentes e para criar novos com base nos anteriores. O processo de mineração é exibido na interface como "aceito f33ae3bc9...", onde f33ae3bc9 é a soma de hash, parte dos dados destinados à decriptação. O bloco principal consiste em um enorme número de somas de hash semelhantes.

Assim, a mineração com o algoritmo SHA-256 representa uma seleção incessante do valor correto da soma de hash, classificando números para criar um novo bloco. Quanto maior a sua potência de computação, mais chances você tem de obter o bloco certo: a velocidade de classificação entre diferentes somas de hash depende das suas capacidades de hardware.

Dado que o Bitcoin é construído sobre o algoritmo SHA-256, é necessário um poder computacional extremamente grande para a mineração competitiva. Isso ocorre porque, para a mineração de Bitcoin, a produção de ASICs - circuitos integrados específicos para aplicações - está bem estabelecida há bastante tempo. Os ASICs, que têm uma recepção variada na comunidade, permitem a mineração de Bitcoins e outras criptomoedas no algoritmo SHA-256 de forma muito mais rápida, eficiente e barata.

Criptomoedas Usando o Algoritmo SHA-256

SHA-256 é um algoritmo clássico para tokens: a principal criptomoeda - Bitcoin - é construída sobre ele. Consequentemente, os forks do Bitcoin também utilizam este algoritmo: Bitcoin Cash, Bitcoin Gold, Diamond.

Além disso, SHA-256 também é utilizado em:

• Steemit
• DigiByte
• PeerCoin
• NameCoin
• TeckCoin
• Ocoin
• Zetacoin
• EmerCoin

O algoritmo SHA-256 também é utilizado como uma sub-rotina na criptomoeda Litecoin, enquanto o principal algoritmo de mineração lá é o Scrypt.

Implicações de Segurança para Ativos Digitais

A segurança fornecida pelo SHA-256 é crucial para manter a integridade da blockchain. A resistência do algoritmo a ataques de pré-imagem ( encontrando entrada a partir da saída ) torna-o altamente valioso para proteger ativos digitais em várias plataformas. Traders profissionais e investidores em grandes bolsas frequentemente consideram o algoritmo de hash subjacente ao avaliar a base de segurança de uma criptomoeda.

Ao examinar a segurança da blockchain, a função de hash serve como o principal mecanismo que garante a imutabilidade dos dados. Qualquer tentativa de alterar os dados da transação exigiria o recálculo de todos os blocos subsequentes - uma tarefa computacionalmente impossível sem controlar a maioria do poder de processamento da rede.