ブロックチェーンにおけるSHA-256:デプスのテクニカル分析

SHA-256とは何ですか?

SHA-256 (セキュアハッシュアルゴリズム)は、アメリカ合衆国国家安全保障局によって開発された著名な暗号ハッシュアルゴリズムです。SHA-256 の主な機能は、ランダムなデータセットを固定長の値に変換し、このデータの一意の識別子として機能することです。

生成されたハッシュ値は、元のデータの複製と比較され、逆方向に抽出することはできません。このアルゴリズムは、情報セキュリティに関連するさまざまなアプリケーションやサービスで広く実装されています。さらに、暗号通貨のマイニング操作のための重要な技術として機能します。

SHA-256は、1995年に民間利用のために最初に作成されたSHA-1アルゴリズムに基づいて開発されたSHA-2暗号化アルゴリズムのファミリーに属します。SHA-2アルゴリズム自体は、2002年春にNSAによって開発されました。NSAは、3年以内に民間プロジェクトでSHA技術を使用するための特許を発表しました。

2012年、アメリカ国立標準技術研究所はアルゴリズムの更新版を作成しました:SHA-3。最終的に、この新しいアルゴリズムは現在の主要アルゴリズムSHA-2と、古くなったがまだ使用されているSHA-1の両方を置き換えることになります。

SHA-256 のしくみ

ハッシュサムは、従来の意味でのデータ暗号化技術ではないため、データを逆に復号することが不可能であることが説明されます。これは、任意の量のデータに対する一方向の暗号化です。すべてのSHAアルゴリズムは、メルクル・ダムガード法に基づいています:データは均一なグループに分割され、それぞれが一方向の圧縮関数を通過します。その結果、データの長さは減少します。

この方法には2つの重要な利点があります:

  • キーなしでの復号化が事実上不可能な高速暗号化
  • 衝突の最小リスク ( 同一の画像 )

暗号通貨を超えたアプリケーション

すべてのインターネットユーザーは、知っているか知らないかにかかわらず、日々SHA-256と相互作用しています。すべてのウェブサイトを保護するSSLセキュリティ証明書にはSHA-256アルゴリズムが含まれています。これは、ウェブサイトとの安全な接続を確立し、認証するために必要です。

SHA-256の利点

SHA-256は、他のすべてのマイニングアルゴリズムの中で最も広く使用されています。稀な例外(を除いて、ハッキングに対して耐性のある)効率的なアルゴリズムであることが証明されています。このアルゴリズムは、入力データを暗号化されたハッシュに変換する複雑なプロセスを通じて、優れたセキュリティを提供します。

SHA-256 の制限

SHA-256の主な欠点は、マイニングの中央集権化への脆弱性です。最も大きな計算能力を持つ所有者は、暗号通貨のより大きなシェアを受け取り、これは暗号通貨の基本的な原則の1つである分散化を排除します。

大規模な投資家が産業用ビットコインマイニングのためにコンピューティングパワーに投資し始めると、マイニングの難易度は何度も増加し、並外れたコンピューティングパワーを必要とするようになりました。この欠点は、Scryptのような暗号通貨マイニングに使用するために「特化」されたより現代的なプロトコルで対処されています。今日、SHA-256が暗号通貨市場の大部分を占めているにもかかわらず、より保護され、進んだプロトコルに有利にその影響力を弱めるでしょう。

しばらくすると、SHA-1アルゴリズムは衝突の発生の可能性により必要な信頼性を提供しなくなりました。SHA-256SHA-512と同様に、この欠点からより保護されていますが、発生の可能性は依然として存在します。

SHA-256によるマイニング

SHA-256でのマイニングは、他のアルゴリズムと同様に、マイニングソフトウェアによって生成された複雑な暗号タスクを解決するプロセスです。これは以前のブロックからのデータに基づいています。

SHA-256関数を使用したマイニングは、3つの方法で行うことができます。

  • CPU (セントラルプロセッサ)
  • GPU (グラフィックプロセッサ)
  • 専用プロセッサ: ASIC

マイニングにおいて、ハッシュサムは既存のブロックの識別子として使用され、以前のブロックに基づいて新しいブロックを作成するために使用されます。マイニングプロセスはインターフェースに*"accepted f33ae3bc9..."として表示され、ここでf33ae3bc9*はハッシュサムであり、解読のために意図されたデータの一部です。メインブロックは膨大な数の類似のハッシュサムで構成されています。

したがって、SHA-256 アルゴリズムを使用したマイニングは、正しいハッシュ合計値の継続的な選択を表し、新しいブロックを作成するために数字をソートします。コンピュータの処理能力が高いほど、正しいブロックを取得するチャンスが増えます:さまざまなハッシュ合計をソートする速度は、ハードウェアの能力に依存します。

ビットコインSHA-256アルゴリズムに基づいているため、競争の激しいマイニングには非常に大きな計算能力が必要です。これは、ビットコインのマイニングにおいて、ASIC(特定用途向け集積回路)の生産がかなり前から確立されているためです。ASICはコミュニティ内でさまざまな評価を受けていますが、SHA-256アルゴリズム上でビットコインやその他の暗号通貨をより速く、より効率的に、より安価にマイニングすることを可能にします。

SHA-256アルゴリズムを使用している暗号通貨

SHA-256トークン のための古典的なアルゴリズムです:主要な暗号通貨である ビットコイン はこれに基づいています。それに応じて、ビットコインのフォークもこのアルゴリズムを使用します:ビットコインキャッシュビットコインゴールドダイヤモンド

これらの他に、SHA-256は以下にも使用されています:

  • スティーミット
  • デジバイト
  • ピアコイン
  • ネームコイン
  • テックコイン
  • オーコイン
  • ゼタコイン
  • エマーコイン

SHA-256アルゴリズムは、Litecoin暗号通貨のサブルーチンとしても使用されており、そこでの主要なマイニングアルゴリズムはScryptです。

デジタル資産のセキュリティの影響

SHA-256によって提供されるセキュリティは、ブロックチェーンの整合性を維持するために重要です。このアルゴリズムの前画像攻撃に対する抵抗力(出力から入力を見つける)は、さまざまなプラットフォームでデジタル資産を保護するために非常に価値があります。主要な取引所でのプロのトレーダーや投資家は、暗号通貨のセキュリティ基盤を評価する際に、基盤となるハッシュアルゴリズムを考慮することがよくあります。

ブロックチェーンのセキュリティを検討する際、ハッシュ関数はデータの不変性を保証する主要なメカニズムとして機能します。トランザクションデータを変更しようとする試みは、すべての後続ブロックを再計算する必要があり、ネットワークの処理能力の大部分を制御しない限り、計算的に不可能な作業です。

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