تعريف الهاش

تُعد دالة التجزئة وظيفة تُحوّل البيانات من أي حجم إلى سلسلة ثابتة الطول تُسمى قيمة التجزئة أو بصمة التجزئة. تلعب دوال التجزئة دوراً أساسياً في عالم البلوكشين والعملات الرقمية، فهي تضمن سلامة البيانات وتؤسس لآليات الإجماع. تعكس كل قيمة تجزئة البيانات الأصلية بصورة فريدة، ويكفي تغيير بسيط في المدخلات لإنتاج مخرج تجزئة مختلف كلياً، وهذا ما يُظهر خاصية "تأثير الثلج المتساقط" المميزة لدوال التجزئة.

بدأت تقنية التجزئة في علم الحاسوب خلال خمسينيات القرن الماضي بهدف تحسين تخزين البيانات واسترجاعها. ومع تطور التشفير، طُورت خوارزميات تجزئة قوية مثل SHA-256 (المستخدمة في Bitcoin) وKeccak-256 (المستخدمة في Ethereum)، حيث صُممت لتكون مقاومة للتصادم، بحيث يصبح من شبه المستحيل حسابياً إيجاد مدخلين مختلفين ينتجان نفس قيمة التجزئة. ويؤدي نظام التجزئة في البلوكشين وظائف حيوية، تشمل ربط الكتل ببعضها، وتسهيل التعدين القائم على إثبات العمل، والتحقق السريع من بيانات المعاملات.

تعمل خوارزميات التجزئة وفق مبدأ التحويل أحادي الاتجاه، حيث تُنتِج دائماً مخرجات ذات حجم ثابت بغض النظر عن حجم البيانات الأصلية. على سبيل المثال، تولد خوارزمية SHA-256 قيمة تجزئة بطول 256 بت (32 بايت) سواء كان المدخل كلمة واحدة أو ملف فيديو كامل. هذه العملية رياضية حتمية—أي أن نفس المدخل يعطي دائماً نفس المخرج—لكنها غير قابلة للعكس عملياً، إذ يستحيل استرداد البيانات الأصلية من قيمة التجزئة الناتجة. في البلوكشين، تُعرض التجزئات غالباً بصيغة ست عشرية، لتحويل التمثيل الثنائي إلى شكل رمزي يسهل قراءته.

ورغم أن التجزئة تشكل ركيزة أساسية في التشفير والبلوكشين، إلا أن هذا المجال يواجه تحديات تقنية وأمنية. فالتقدم في الحوسبة الكمومية يهدد أمن الخوارزميات الحالية، إذ قد تتيح الخوارزميات الكمومية كسر دوال التجزئة بسرعة أكبر. كما تظل إمكانية التصادم—أي إنتاج نفس قيمة التجزئة من مدخلين مختلفين—أمراً نظرياً ممكناً، لا سيما عند استخدام خوارزميات ضعيفة. إضافة إلى ذلك، قد تؤدي تطبيقات التجزئة غير الصحيحة إلى ثغرات في النظام، مثل تخزين كلمات السر دون استخدام قيمة الملح أو الاعتماد على خوارزميات قديمة.

تتجلى أهمية تقنيات التجزئة في إرساء بنية متينة للتحقق من البيانات في الشبكات اللامركزية، إذ تتيح للبلوكشين التأكد من سلامة وترتيب المعاملات دون الحاجة للثقة في جهات خارجية. وتُستخدم التجزئة أيضاً في العديد من التطبيقات، مثل تخزين كلمات المرور، والتحقق من التوقيعات الرقمية، وأنظمة كشف التلاعب. وبفضل التطور المستمر في علم التشفير، تتطور خوارزميات التجزئة باستمرار لمواكبة تطورات الحوسبة والتحديات الأمنية الجديدة، مع الحفاظ على دورها المحوري في الاقتصاد الرقمي المعاصر.