Bạn đã từng nghĩ tại sao blockchain lại có thể an toàn đến vậy chưa? Phần lớn câu trả lời nằm ở một khái niệm cơ bản gọi là hash. Vậy hash thực sự là gì?

Phiên bản đơn giản: hash là quá trình biến đổi đầu vào có kích thước bất kỳ thành đầu ra có kích thước cố định thông qua một công thức toán học nhất định. Hãy tưởng tượng bạn có một tài liệu siêu dài hoặc một tệp lớn. Với hàm hash, tất cả những thứ đó có thể được nén lại thành một chuỗi ký tự số- chữ dài bằng nhau. Thật tuyệt phải không?

Điều làm cho hash trở nên mạnh mẽ trong thế giới crypto là đặc tính deterministic của nó. Nghĩa là, miễn là đầu vào không thay đổi, thuật toán hash sẽ luôn tạo ra cùng một kết quả chính xác. Nếu bạn hash từ khóa 'Binance' bằng SHA-256 (thuật toán được Bitcoin) sử dụng, kết quả luôn là f1624fcc63b615ac0e95daf9ab78434ec2e8ffe402144dc631b055f711225191. Mãi mãi như vậy. Không bao giờ thay đổi.

Nhưng thử thay đổi chỉ một ký tự thành 'binance' (chữ cái đầu viết thường), kết quả đầu ra sẽ thay đổi đột ngột thành 59bba357145ca539dcd1ac957abc1ec5833319ddcae7f5e8b5da0c36624784b2. Một thay đổi nhỏ ở đầu vào = một thay đổi lớn ở đầu ra. Đó chính là lý do hash hữu ích để xác thực tính toàn vẹn của dữ liệu.

SHA-256 luôn tạo ra đầu ra 256-bit (64 ký tự), trong khi SHA-1 tạo ra 160-bit. Dù đầu vào lớn đến đâu, đầu ra luôn nhất quán. Điều này rất quan trọng vì nó cho phép hệ thống xác minh dữ liệu lớn mà không cần phải lưu trữ hoặc ghi nhớ tất cả.

Vậy tại sao hash lại cực kỳ quan trọng đối với crypto? Bởi vì hàm hash trong Bitcoin không chỉ là hash bình thường, mà là hash mật mã. Đây là hàm một chiều không thể đảo ngược dễ dàng. Dễ dàng tạo ra đầu ra từ đầu vào, nhưng cực kỳ khó để làm ngược lại. Để 'đảo ngược' hash mật mã, kẻ tấn công phải thử hàng triệu lần, tốn thời gian không thực tế.

Hàm hash mật mã có ba đặc tính an toàn quan trọng. Thứ nhất, collision resistance: cực kỳ khó tìm ra hai đầu vào khác nhau mà cho ra cùng một hash. Thứ hai, preimage resistance: gần như không thể tìm ra đầu vào chỉ từ đầu ra có sẵn. Thứ ba, second preimage resistance: khó tìm ra đầu vào khác tạo ra cùng một hash với đầu vào đã biết.

Trong số các thuật toán SHA, chỉ có SHA-2 và SHA-3 vẫn được coi là an toàn hiện nay. SHA-0 và SHA-1 đã lỗi thời vì collision đã được tìm ra thành công.

Trong bối cảnh Bitcoin, hash được sử dụng ở khắp nơi. Các thợ đào thực hiện nhiều vòng hash để tìm ra giải pháp cho khối. Họ phải thử nhiều đầu vào khác nhau cho đến khi tạo ra một hash bắt đầu bằng một số lượng nhất định các số không. Số lượng số không này quyết định độ khó của việc khai thác. Khi tốc độ hash của mạng tăng lên, Bitcoin tự động nâng cao độ khó để thời gian tạo khối duy trì khoảng 10 phút. Ngược lại, nếu số thợ đào giảm, độ khó sẽ giảm xuống.

Điều thú vị là, các thợ đào không cần phải tìm ra collision. Có nhiều hash hợp lệ mà họ có thể tạo ra miễn là đáp ứng ngưỡng. Vậy nên có nhiều giải pháp cho mỗi khối, và thợ đào chỉ cần tìm một giải pháp phù hợp.

Vì khai thác Bitcoin rất tốn kém, không có động lực để thợ đào gian lận hệ thống. Điều đó sẽ gây thiệt hại tài chính lớn. Ngược lại, càng nhiều thợ đào tham gia, blockchain càng lớn và mạnh mẽ hơn.

Tóm lại, hash là nền tảng của an ninh blockchain. Nếu không có hàm hash mật mã mạnh mẽ, Bitcoin và các mạng crypto khác sẽ không thể đạt được mức độ toàn vẹn và an toàn như hiện tại. Đối với bất kỳ ai nghiêm túc học về blockchain, hiểu cách hoạt động của hash là kiến thức thiết yếu.