¿Qué es una función hash? ¿Para que sirve en Bitcoin?

Si te interesa saber más acerca de la función hash y su relevancia en Bitcoin, aquí te lo explico de manera breve y sencilla.

En términos simples, una función hash es un algoritmo que convierte cualquier cantidad de datos en una cadena de caracteres de longitud fija. En el contexto de Bitcoin, estas funciones son utilizadas para garantizar la seguridad y la integridad de las transacciones.

Sin una función hash, sería fácil para cualquier persona manipular las transacciones almacenadas en el blockchain, lo que pondría en riesgo todo el sistema. Las funciones hash en Bitcoin garantizan que cualquier alteración de una transacción sea detectada y, por lo tanto, previene cualquier intento de fraude. Si quieres saber mas sobre las funciones has continua leyendo…

¿Qué es un hash en criptografía?

En la criptografía, un hash es el resultado de aplicar una función hash a un mensaje o conjunto de datos para producir una cadena de caracteres única de longitud fija. Esta función se utiliza para proteger la información y garantizar su integridad, convirtiendo los datos en una secuencia alfanumérica que solo puede ser descifrada mediante el uso de claves.

En particular, SHA-256 es un algoritmo criptográfico altamente seguro que se utiliza en Bitcoin y otras criptomonedas. Esta función se utiliza para crear llaves privadas e identificar bloques de transacciones en la red de Bitcoin.

El hash cumple una función importante en la tecnología blockchain, ya que proporciona una prueba de que un mensaje o transacción no fue modificado antes de su entrega. Si se cambia incluso un solo punto del mensaje original, el hash también cambia de manera significativa.

Estas son ampliamente utilizadas en la tecnología blockchain para agregar seguridad a las transacciones y garantizar su autenticidad. En resumen, un hash es una pieza clave en la criptografía y en la tecnología blockchain, y su función es fundamental para garantizar la seguridad e integridad de los datos.

Ejemplo de lo que es un Hash

Imagina que quieres enviar un mensaje a tu amigo, pero quieres asegurarte de que nadie lo lea o lo manipule en el camino. Entonces, aplicas una función hash a tu mensaje antes de enviarlo. Esta función convierte tu mensaje en una cadena de caracteres única, que solo puede ser descifrada mediante el uso de claves.

Digamos que tu mensaje original es “Hola amigo, ¿Cómo estás?”. Al aplicar una función hash, obtienes una cadena de caracteres como “d5f5f5e3c32a5ebc81f041d4570d9f7c”. Esta cadena de caracteres es el hash de tu mensaje original.

Luego, envías el mensaje a tu amigo junto con el hash. Si alguien intenta modificar el mensaje durante su entrega, el hash también cambiará significativamente. Por lo tanto, tu amigo puede comprobar la integridad del mensaje al comparar el hash que recibió contigo con el hash que generó al aplicar la función hash al mensaje que recibió. Si los hashes coinciden, puede estar seguro de que el mensaje no fue manipulado en el camino.

otro ejemplo es el que explica muy bien en este tweet Ericonomic:

Un hash es básicamente el resultado de aplicar un cifrado criptográfico a un mensaje.
Hay muchos tipos de cifrado.
El más usado en criptomonedas es el SHA-256, que nos devuelve un hash de 64 caracteres.
1/n

— Ericonomic (@ericonomic) March 10, 2022

¿Cómo funcionan las funciones hash?

Una función hash es un procedimiento matemático que toma un mensaje o archivo y lo transforma en una secuencia de caracteres alfanuméricos de longitud fija. Este proceso se lleva a cabo mediante un algoritmo criptográfico específico, como SHA256.

Para entender cómo funciona una función hash, podemos tomar el ejemplo anterior y ver cómo se genera el resultado. En este caso, al introducir la frase “Bitcoin es la primera criptomoneda” en la herramienta de cifrado con SHA256, se obtiene el resultado “91D3081626672039C99F27323895D06B88376312706BF7AB035A662B6C5C0B1B”.

Si se cambia el mensaje original, aunque sea con una sola palabra, el resultado del hash será completamente diferente. Esto se debe a que los algoritmos de hash están diseñados para producir resultados únicos e irrepetibles para cada mensaje, lo que garantiza la integridad de los datos y su autenticidad.

Además, las funciones hash son unidireccionales, lo que significa que es fácil generar un hash a partir de un mensaje, pero es casi imposible recuperar el mensaje original a partir del hash. Esto proporciona una capa adicional de seguridad para proteger la información confidencial.

¿Por qué es importante la función hash para Bitcoin?

La función hash es crucial para la seguridad y eficiencia del sistema Bitcoin. Uno de sus principales usos es para proteger las claves privadas de los propietarios de monedas, ya que cualquier persona puede consultar los intercambios de valor entre distintas direcciones públicas en el archivo público de Bitcoin.

La criptografía utilizada en Bitcoin evita que alguien pueda conocer la información secreta de otra persona que posee monedas a través de los datos de una transacción. Sin embargo, no se usa en la validación de transacciones, sino que se utiliza el Algoritmo de Firma Digital de Curva Elíptica.

Puedes ver el hashrate de Bitcoin en el siguiente gráfico:

Otro uso importante de la función hash en Bitcoin es para dar una identificación única a cada bloque de transacciones que se almacena en la blockchain. Esta identificación resume varios datos necesarios para la validación y registro de las transacciones en el archivo.

Al utilizar la función hash para este propósito, los nodos validadores de bloques pueden utilizar menos recursos computacionales para ejecutar la tarea de archivar bloques, ya que no necesitan escanear cada uno de los datos de todas las transacciones, sino solo una abstracción de estos, que es imposible de alterar sin que los nodos o computadoras que almacenan la blockchain se den cuenta de cualquier cambio.

¿Para que sirven las funciones hash en el mundo de las criptomonedas?

En el mundo de las criptomonedas, las funciones hash tienen varios usos importantes.

La creación de direcciones de monedero

En las blockchains, las claves públicas de las carteras suelen ser muy largas y complejas, por lo que se utilizan funciones de hash para derivar una dirección más corta y segura.

El proceso de minería

En Bitcoin, los mineros calculan millones de hashes SHA-256 de forma distribuida para crear nuevos bloques y verificar las transacciones de la red. Aunque el proceso de calcular hashes es rápido, su uso intensivo dificulta el proceso, lo que lleva a los mineros a utilizar un alto poder de cómputo para resolver los acertijos Bitcoin y obtener recompensas económicas.

contratos inteligentes para potenciar distintas aplicaciones

Las blockchains como Bitcoin, Ethereum, NEO o TRON hacen uso de contratos inteligentes para manejar aplicaciones entre partes. Los hashes se utilizan para versionar los contratos y marcar la validez y autenticidad del mismo, lo que permite que los contratos sean públicos pero cierta información se mantenga privada. Además, los datos enlazados o que se quieren mantener privados no se publican, lo que permite que solo las partes interesadas tengan acceso a ellos.

Historia de las funciones Hash

Veremos ahora la evolución de las funciones hash desde su creación en 1961. La primera función hash, Cyclic Redundancy Check, fue creada por Wesley Peterson para comprobar la precisión de los datos transmitidos en redes y sistemas de almacenamiento digital. La función fue muy eficiente y se convirtió en un estándar industrial.

Con la evolución de la informática y los computadores, se crearon nuevas y mejores funciones hash. MD2 fue una de las primeras funciones hash criptográficas creada por Ronald Rivest en 1989 y fue fundamental en la seguridad de Internet. La evolución de MD2 llevó a la creación de la función hash MD5. RIPEMD es otra función hash criptográfica creada por el proyecto europeo RIPE en 1992 para reemplazar el estándar de ese momento, MD4. Hoy en día, las versiones RIPEMD-160, RIPEMD-256 y RIPEMD-320 se consideran muy seguras.

SHA, creada por la NSA en 1993, es el estándar actual de las funciones hash criptográficas y sus derivadas son consideradas las más seguras hasta el momento. SHA-256 es especialmente relevante en la tecnología detrás del Bitcoin.

¿Qué es una función unidireccional de un hash?

Las funciones hash son unidireccionales, lo que significa que son fáciles de calcular pero difíciles de invertir. En otras palabras, es fácil calcular el hash de un mensaje, pero es muy difícil obtener el mensaje original a partir del hash.

Las funciones hash se construyen utilizando algoritmos matemáticos complejos, y una de las formas en que se hacen es mediante funciones modulares, que aseguran su unidireccionalidad. Las funciones modulares producen el remanente de una división y son útiles para construir hashes porque para encontrar la llave privada que produjo un hash dado se necesitaría realizar una gran cantidad de cálculos y pruebas, lo que lo hace prácticamente imposible.

Digamos que queremos crear un hash para una contraseña. Podemos utilizar una función hash que convierta la contraseña en un número. Una posible función hash sería tomar la suma de los códigos ASCII de los caracteres de la contraseña y luego multiplicar por un número primo grande.

Por ejemplo, para la contraseña “hola”, tendríamos los siguientes pasos:

• h = 104 (código ASCII de “h”)
• o = 111 (código ASCII de “o”)
• l = 108 (código ASCII de “l”)
• a = 97 (código ASCII de “a”)

Sumamos los códigos ASCII: 104 + 111 + 108 + 97 = 420
Multiplicamos por un número primo grande, como 31: 420 x 31 = 13020

Así, el hash para la contraseña “hola” sería 13020. Este hash es fácil de calcular a partir de la contraseña, pero es difícil (o al menos debería serlo) de invertir para obtener la contraseña original.

Cabe destacar que este es solo un ejemplo muy sencillo y que existen funciones hash mucho más complejas y seguras utilizadas en la criptografía moderna.

Características de las funciones hash

Además de las características mencionadas, las funciones hash también tienen otras propiedades importantes que las hacen útiles en la criptografía y otras aplicaciones de seguridad:

Uniformidad

La función hash debe distribuir uniformemente los valores de entrada en un espacio de salida. Esto significa que para cada posible valor de entrada, la probabilidad de obtener cualquier valor de salida es la misma. Si la función no es uniforme, puede haber áreas en el espacio de salida que sean más propensas a colisiones, lo que debilitaría la seguridad de la función.

Resistencia a ataques de cumpleaños

Un ataque de cumpleaños se produce cuando un atacante intenta encontrar dos entradas diferentes que generen el mismo hash. Si una función hash es resistente a ataques de cumpleaños, significa que la probabilidad de encontrar una colisión es baja, incluso cuando se generan muchos hashes diferentes.

Seguridad criptográfica

Una función hash segura criptográficamente es aquella que no puede ser atacada de manera eficiente por un adversario que tenga acceso limitado a los recursos computacionales. Para ser segura, la función debe resistir diversos tipos de ataques, como ataques de preimagen, segunda preimagen y colisiones.

Velocidad

La velocidad de la función hash es importante en muchos casos de uso, como la generación de certificados digitales, la verificación de contraseñas y la validación de archivos. Las funciones hash eficientes pueden procesar grandes cantidades de datos en poco tiempo, lo que las hace más prácticas en situaciones donde la velocidad es crítica.

Preguntas Frecuentes

¿Qué es el hash?

El hash es una forma de codificar información para que sea más segura y fácil de manejar. Es como poner un candado a tus secretos para que nadie más pueda leerlos.

¿Para que sirve el hash?

El hash se utiliza en la criptografía para proteger la privacidad de la información y para garantizar que los datos no se han modificado. En el caso de Bitcoin, el hash se utiliza para validar las transacciones y mantener la seguridad de la red.

¿Dónde puedo ver el hashrate de Bitcoin?

El hashrate de Bitcoin se puede ver en varios sitios web que muestran estadísticas de la red de Bitcoin, como Blockchain.com. Es como ver la fuerza de un ejército, pero en lugar de soldados, son computadoras trabajando juntas para proteger la red.