El hash es la base de la seguridad del blockchain: cómo funciona la magia criptográfica

Si alguna vez te has preguntado cómo la blockchain protege las transacciones de falsificaciones, la respuesta se encuentra en las profundidades de las funciones hash. El hash es una tecnología fundamental que convierte cualquier dato en un conjunto único de caracteres de tamaño fijo. Una idea simple, pero es lo que hace que todo un ecosistema de criptomonedas sea confiable.

¿Qué se entiende por hashing?

A nivel básico, el hash es el proceso mediante el cual un programa toma información de cualquier tamaño y produce un resultado de tamaño fijo. Este resultado se forma a través de operaciones matemáticas que se denominan funciones hash. Aunque existen muchos tipos de funciones hash, las versiones criptográficas han cambiado las reglas del juego para las criptomonedas.

La determinación es lo que hace que el hash sea tan valioso. Esto significa una cosa simple: si los datos de entrada permanecen inalterados, el resultado del hash siempre será el mismo. Esta propiedad se llama hash o digest.

A diferencia de las funciones hash comunes, las variantes criptográficas se diseñan como funciones unidireccionales. En otras palabras, es fácil obtener la salida a partir de la entrada, pero prácticamente imposible realizar el proceso inverso: encontrar la entrada teniendo solo la salida. Esta asimetría es la que garantiza la seguridad.

¿Cómo funcionan las funciones hash en la práctica?

Cada función de хеш genera salidas de tamaño fijo. Por ejemplo, el algoritmo SHA-256 siempre produce un resultado de 256 bits, mientras que SHA-1 da 160 bits. Esto ocurre independientemente de cuántos caracteres pases a través de la función.

Para entender la magnitud de la influencia, consideremos un ejemplo práctico. Si pasamos las palabras “Binance” y “binance” a través de SHA-256:

• Binance → f1624fcc63b615ac0e95daf9ab78434ec2e8ffe402144dc631b055f711225191
• binance → 59bba357145ca539dcd1ac957abc1ec5833319ddcae7f5e8b5da0c36624784b2

Incluso un cambio mínimo ( en el registro de una sola letra ) da como resultado algo completamente diferente. Sin embargo, ambos resultados tienen el mismo tamaño: 64 caracteres, o 256 bits.

Si se pasan las mismas palabras a través de SHA-1:

• Binance → 7f0dc9146570c608ac9d6e0d11f8d409a1ee6ed1
• binance → e58605c14a76ff98679322cca0eae7b3c4e08936

Los resultados de SHA-1 son más cortos que (40 caracteres), pero el principio sigue siendo el mismo. No importa cuántas veces repitas la operación, los resultados serán idénticos.

La abreviatura SHA se traduce como Secure Hash Algorithms. Esta es una familia de funciones criptográficas que incluye SHA-0, SHA-1, los grupos SHA-2 y SHA-3. Actualmente, solo se consideran seguros SHA-2 y SHA-3, ya que se han encontrado vulnerabilidades en las versiones anteriores.

¿Por qué es tan importante el hash para las criptomonedas?

Las funciones hash comunes se utilizan en la búsqueda en bases de datos, el análisis de grandes archivos y la gestión de la información. Pero las versiones criptográficas se utilizan de manera mucho más amplia: en la autenticación, las firmas digitales y el control de la integridad de los datos.

En el contexto de Bitcoin, el hash no es solo una herramienta auxiliar. Está integrado en cada aspecto de la red: desde la generación de direcciones hasta el proceso de minería y el enlace de bloques en la cadena.

La verdadera fuerza del hash se revela al trabajar con enormes volúmenes de datos. En lugar de almacenar y verificar toda la información, puede pasarla a través de una función hash y obtener una “huella” compacta. Si esta huella coincide con la de referencia, los datos no han sido modificados. Esto elimina la necesidad de recordar y transferir archivos grandes.

En la blockchain, casi todos los protocolos de criptomonedas dependen del hash para agrupar transacciones en bloques y establecer vínculos criptográficos entre bloques secuenciales. Estas operaciones son las que forman la cadena.

Tres propiedades críticas de las funciones hash criptográficas

Para que una función hash criptográfica se considere segura, debe cumplir con tres características clave.

Resistencia a colisiones

Una colisión ocurre cuando dos entradas diferentes generan el mismo hash. Técnicamente, las colisiones son inevitables para cualquier función hash, ya que hay infinitas entradas y una cantidad finita de salidas. Sin embargo, una función hash se considera resistente a colisiones si la probabilidad de encontrar tal colisión es tan baja que se necesitarían millones de años de cálculos.

SHA-256 — un ejemplo de una función que es tan fuerte que se considera prácticamente a prueba de colisiones. Sin embargo, SHA-0 y SHA-1 ya no se consideran seguros, ya que se han encontrado vulnerabilidades en ellos. Solo SHA-2 y el grupo de SHA-3 mantienen el estado de ser resistentes a colisiones.

Resistencia a encontrar el primer vistazo

Esta propiedad está estrechamente relacionada con el concepto de funciones unidireccionales. Si tienes un hash, es prácticamente imposible encontrar los datos de entrada que lo generaron. Un atacante tendría que probar miles de millones de combinaciones mediante prueba y error.

Esta propiedad es crítica para la protección de contraseñas. Muchos servicios en línea no almacenan las contraseñas en sí, sino sus hashes. Incluso si la base de datos cae en manos de un atacante, no podrá recuperar las contraseñas originales.

Resistencia a encontrar la segunda vista previa

Este tipo de ataque es más complicado que el anterior. El ladrón tiene la primera entrada y su hash, y luego intenta encontrar la segunda entrada que genere el mismo hash. A diferencia de la simple búsqueda, aquí se necesita un trabajo específico con un hash concreto.

Es lógico que una función resistente a colisiones también esté protegida contra este ataque, ya que el último siempre implica encontrar una colisión. Sin embargo, una preimagen se puede encontrar incluso en una función resistente a colisiones, ya que no requiere de dos entradas aleatorias.

El papel del hash en la minería de Bitcoin

La minería no es solo el proceso de obtener nuevas monedas. Es una operación compleja, rica en funciones hash en cada etapa: desde la verificación del saldo hasta el enlace de transacciones en el árbol de Merkle.

La razón clave por la que Bitcoin sigue siendo seguro radica en los costos computacionales de la minería. Un minero debe realizar una enorme cantidad de operaciones de hash para encontrar la solución correcta para el siguiente bloque.

En el proceso de creación del candidato a bloque, el minero experimenta con varias entradas diferentes. Un bloque se considera válido solo si su hash comienza con una cierta cantidad de ceros. Esta cantidad de ceros determina la dificultad de la minería y se ajusta dinámicamente.

El hash rate de la red es la potencia de cálculo total de todos los participantes. Cuando el hash rate aumenta, el protocolo de Bitcoin ajusta automáticamente la dificultad para que el tiempo medio de búsqueda de un bloque se mantenga cerca de 10 minutos. Si el hash rate disminuye, la dificultad se reduce, facilitando el trabajo.

Es importante señalar que los mineros no buscan colisiones. En su lugar, buscan una salida válida entre muchas soluciones posibles que cumplen con el umbral de dificultad actual. Para cada bloque, hay varios hashes válidos, y el minero debe encontrar al menos uno.

Este trabajo computacional es precisamente lo que impide el fraude. Si alguien quisiera falsificar el historial de transacciones, tendría que recalcular todos los bloques desde el momento del ataque hasta hoy: un gasto que no tiene justificación económica. Cuantos más mineros se unan a la red, más difícil se vuelve el ataque y más seguro permanece la cadena.

Conclusión

El hash es más que un simple juego matemático. Es la base sobre la que se sustentan todos los criptoactivos y sistemas distribuidos. Las funciones hash criptográficas proporcionan seguridad, inmutabilidad de datos y autenticación de maneras que antes eran imposibles.

Entender cómo funcionan estas funciones no es un ejercicio académico. Es la clave para comprender por qué la blockchain es tan difícil de romper, por qué sus fondos están protegidos y por qué los sistemas descentralizados pueden existir sin una autoridad central de gestión. Para cualquiera que desee profundizar en el ecosistema cripto, el conocimiento sobre hash es absolutamente esencial.