Хэш – это строка фиксированной длины, состоящая из символов, сгенерированная криптографической хэш-функцией из входных данных любого размера. Хэши являются основным механизмом, который обеспечивает целостность данных, неизменяемость и безопасность в блокчейн-сетях.

Что такое хеш?

Хеш-функция принимает входные данные (сообщение, транзакция, данные блока) и производит уникальный, фиксированный выход — обычно 256 бит (64 шестнадцатеричных символа) в современных блокчейнах. Один и тот же вход всегда производит один и тот же хеш, но даже односимвольное изменение во входных данных создает совершенно другой выход.

Ключевые свойства криптографических хешей:

• Детерминированный – одинаковый ввод → одинаковый вывод
• Односторонний – невозможно восстановить входные данные из хеша
• Эффект лавины – небольшое изменение входных данных → массовое изменение выходных данных
• Устойчивость к коллизиям – крайне сложно, чтобы два разных входа произвели один и тот же хэш

Общие хеш-функции в блокчейне

• SHA-256 – Используется Bitcoin для заголовков блоков, идентификаторов транзакций и доказательства работы
• Keccak-256 – основная хеш-функция Ethereum (основа для адресов ETH и хранения смарт-контрактов)
• BLAKE3 – Новый высокоскоростной хеш, принятый некоторыми новыми цепочками

Как работают хеши в блокчейне

1. Хеширование транзакций Каждая транзакция хэшируется для создания уникального TXID, что позволяет осуществлять постоянную ссылку.
2. Деревья Меркла Транзакции парными хэшируются в бинарном дереве, пока не останется единственный Merkle root, представляющий весь блок. Это позволяет эффективно проверять (легкие клиенты нуждаются только в корне и доказательном пути).
3. Заголовки блоков Заголовок блока (предыдущий хэш + корень Меркла + временная метка + нонсы + сложность) хэшируется для получения хэша блока. Это связывает блоки неизменным образом — изменение любых прошлых данных потребует повторного хеширования каждого последующего блока.
4. Доказательство работы Майнеры ищут нонс, который заставляет хэш блока начинаться с определенного количества нулей (целевой уровень сложности).

Почему хеши делают блокчейны безопасными

• Неизменяемость: Измените любые данные → вся цепочка хешей ломается
• Доказательство подделки: Одно измененное транзакция аннулирует корень Меркла и хэш блока
• Эффективная проверка: Легкие клиенты проверяют включение данных только с помощью Меркле-доказательства и хеша заголовка

В заключение, хеш функции являются криптографическим связующим звеном, которое делает блокчейны доверительными, защищёнными от подделки и проверяемыми — преобразуя сырые данные в неразрывную цепь правды. Без хешей нет блокчейна.