SHA-256 dans Blockchain : Une Analyse Technique Approfondie

Qu'est-ce que SHA-256 ?

SHA-256 (Algorithme de hachage sécurisé) est un algorithme de hachage cryptographique de premier plan développé par l'Agence nationale de sécurité des États-Unis. La fonction principale de SHA-256 est de transformer des ensembles de données aléatoires en valeurs de longueur fixe qui servent d'identifiants uniques pour ces données.

La valeur de hachage résultante est comparée aux duplicatas des données originales, qui ne peuvent pas être extraites en arrière. L'algorithme est largement utilisé dans diverses applications et services liés à la sécurité de l'information. De plus, il sert de technologie clé pour les opérations de minage de cryptomonnaies.

SHA-256 appartient à la famille des algorithmes de chiffrement SHA-2, qui ont été développés sur la base de l'algorithme SHA-1 créé en 1995 pour un usage civil. L'algorithme SHA-2 lui-même a été développé par la NSA au printemps 2002. En trois ans, la NSA a publié un brevet pour l'utilisation de la technologie SHA dans des projets civils.

En 2012, l'Institut national des normes et de la technologie a créé une version mise à jour de l'algorithme : SHA-3. Finalement, ce nouvel algorithme remplacera à la fois l'algorithme principal actuel SHA-2 et l'SHA-1 obsolète mais encore utilisé.

Comment fonctionne SHA-256

Une somme de hachage n'est pas une technologie de cryptage des données au sens classique, ce qui explique l'impossibilité de déchiffrer les données à l'envers. C'est un cryptage unidirectionnel pour n'importe quelle quantité de données. Tous les algorithmes SHA sont basés sur la méthode Merkle-Damgård : les données sont divisées en groupes uniformes, chacun passant par une fonction de compression unidirectionnelle. En conséquence, la longueur des données diminue.

Cette méthode présente deux avantages significatifs :

• Vitesse de chiffrement élevée avec un déchiffrement pratiquement impossible sans clés
• Risque minimal de collisions (images identiques)

Applications au-delà de la cryptomonnaie

Chaque utilisateur d'Internet, sciemment ou non, interagit quotidiennement avec SHA-256 : le certificat de sécurité SSL qui protège chaque site web inclut l'algorithme SHA-256. Cela est nécessaire pour établir et authentifier des connexions sécurisées avec les sites web.

Avantages de SHA-256

SHA-256 est l'algorithme de minage le plus répandu parmi tous les autres. Il a prouvé qu'il était résistant aux hacks ( avec de rares exceptions ) et un algorithme efficace tant pour les tâches de minage que pour d'autres usages. L'algorithme offre une sécurité exceptionnelle grâce à son processus complexe de transformation des données d'entrée en hachages cryptés.

Limitations de SHA-256

Le principal inconvénient de SHA-256 est sa susceptibilité à la centralisation du minage : les propriétaires des plus grandes puissances informatiques reçoivent une plus grande part de cryptomonnaie, ce qui exclut l'un des principes fondamentaux des cryptomonnaies - la décentralisation.

Après que de grands investisseurs ont commencé à investir dans la puissance de calcul pour le minage de Bitcoin industriel, la difficulté de minage a augmenté plusieurs fois et a commencé à nécessiter une puissance de calcul exceptionnelle. Ce inconvénient a été résolu dans d'autres protocoles plus modernes et "adaptés" à l'utilisation dans le minage de cryptomonnaie, tels que Scrypt. Bien que aujourd'hui SHA-256 occupe une grande partie du marché des cryptomonnaies, il affaiblira son influence au profit de protocoles plus protégés et avancés.

Après un certain temps, les algorithmes SHA-1 ont cessé de fournir le niveau de fiabilité nécessaire en raison de la probabilité d'occurrence de collisions. SHA-256, comme SHA-512, est mieux protégé contre cet inconvénient, mais la probabilité d'occurrence est toujours présente.

Minage avec SHA-256

Le minage sur SHA-256, comme sur tout autre algorithme, est le processus de résolution de tâches cryptographiques complexes générées par le logiciel de minage basé sur les données des blocs précédents.

L'exploitation minière utilisant la fonction SHA-256 peut être effectuée de trois manières :

• CPU (processeur central)
• GPU (processeur graphique)
• Processeur spécialisé : ASIC

Dans le minage, la somme de hachage est utilisée comme identifiant pour les blocs existants et pour en créer de nouveaux basés sur les précédents. Le processus de minage est affiché dans l'interface comme "accepté f33ae3bc9...", où f33ae3bc9 est la somme de hachage, partie des données destinées à être décryptées. Le bloc principal se compose d'un nombre énorme de sommes de hachage similaires.

Ainsi, le minage avec l'algorithme SHA-256 représente une sélection incessante de la valeur de somme de hachage correcte, triant des nombres pour créer un nouveau bloc. Plus votre puissance de calcul est grande, plus vous avez de chances d'obtenir le bon bloc : la vitesse de tri des différentes sommes de hachage dépend de vos capacités matérielles.

Étant donné que Bitcoin est construit sur l'algorithme SHA-256, une puissance de calcul extrêmement importante est requise pour le minage compétitif. Cela est dû au fait que pour le minage de Bitcoin, la production de circuits intégrés spécifiques aux applications (ASIC) est bien établie depuis un certain temps. Les ASIC, qui ont une réception variée dans la communauté, permettent de miner des Bitcoins et d'autres cryptomonnaies sur l'algorithme SHA-256 beaucoup plus rapidement, plus efficacement et à moindre coût.

Cryptomonnaies utilisant l'algorithme SHA-256

SHA-256 est un algorithme classique pour les tokens : la principale cryptomonnaie - Bitcoin - est construite dessus. En conséquence, les forks de Bitcoin utilisent également cet algorithme : Bitcoin Cash, Bitcoin Gold, Diamond.

En plus de cela, SHA-256 est également utilisé dans :

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

L'algorithme SHA-256 est également utilisé comme une sous-routine dans la cryptomonnaie Litecoin, tandis que l'algorithme de minage principal là-bas est Scrypt.

Implications de sécurité pour les actifs numériques

La sécurité fournie par SHA-256 est cruciale pour maintenir l'intégrité de la blockchain. La résistance de l'algorithme aux attaques par préimage ( trouvant une entrée à partir d'une sortie ) le rend extrêmement précieux pour protéger les actifs numériques sur diverses plateformes. Les traders professionnels et les investisseurs sur les grandes bourses prennent souvent en compte l'algorithme de hachage sous-jacent lors de l'évaluation de la base de sécurité d'une cryptomonnaie.

Lors de l'examen de la sécurité de la blockchain, la fonction de hachage sert de mécanisme principal garantissant l'immuabilité des données. Toute tentative de modifier les données de transaction nécessiterait de recalculer tous les blocs suivants - une tâche computationnellement impossible sans contrôler la majorité de la puissance de traitement du réseau.