Hash adalah dasar keamanan blockchain: bagaimana sihir kriptografi bekerja

Jika Anda pernah bertanya-tanya bagaimana blockchain melindungi transaksi dari pemalsuan, jawabannya terletak pada kedalaman fungsi hash. Hash adalah teknologi dasar yang mengubah data apa pun menjadi sekumpulan karakter unik dengan ukuran tetap. Konsep yang sederhana, tetapi inilah yang membuat seluruh ekosistem cryptocurrency menjadi terpercaya.

Apa yang dimaksud dengan hashing?

Pada tingkat dasar, hashing adalah proses di mana program menerima informasi dalam jumlah berapa pun dan mengeluarkan hasil dengan ukuran tetap. Hasil ini dibentuk melalui operasi matematis yang disebut fungsi hash. Meskipun ada banyak jenis fungsi hash, versi kriptografisnya telah mengubah aturan permainan untuk cryptocurrency.

Determinisme — inilah yang membuat hashing sangat berharga. Ini berarti hal yang sederhana: jika data masukan tetap tidak berubah, maka hasil hashing akan selalu sama. Sifat ini disebut hash atau digest.

Berbeda dengan fungsi hash biasa, varian kriptografis dirancang sebagai fungsi satu arah. Dengan kata lain, mudah untuk mendapatkan output dari input, tetapi hampir tidak mungkin untuk melakukan proses sebaliknya — menemukan input hanya dengan output. Ketidaksimetrian inilah yang menjamin keamanan.

Bagaimana fungsi hash bekerja dalam praktik?

Setiap fungsi hash menghasilkan keluaran dengan ukuran tetap. Misalnya, algoritma SHA-256 selalu menghasilkan hasil 256 bit, sedangkan SHA-1 memberikan 160 bit. Ini terjadi terlepas dari berapa banyak karakter yang Anda masukkan ke dalam fungsi.

Untuk memahami skala pengaruh, mari kita lihat contoh praktis. Jika kita melewatkan kata-kata “Binance” dan “binance” melalui SHA-256:

• Binance → f1624fcc63b615ac0e95daf9ab78434ec2e8ffe402144dc631b055f711225191
• binance → 59bba357145ca539dcd1ac957abc1ec5833319ddcae7f5e8b5da0c36624784b2

Bahkan perubahan minimal ( perbedaan registrasi satu huruf ) menghasilkan hasil yang sama sekali berbeda. Namun, kedua hasil tersebut memiliki ukuran yang sama — 64 karakter, atau 256 bit.

Jika kata-kata yang sama dilewatkan melalui SHA-1:

• Binance → 7f0dc9146570c608ac9d6e0d11f8d409a1ee6ed1
• binance → e58605c14a76ff98679322cca0eae7b3c4e08936

Hasil SHA-1 lebih pendek dari (40 karakter), tetapi prinsipnya tetap sama. Tidak peduli berapa kali Anda mengulangi operasi, hasilnya akan identik.

Singkatan SHA berarti Secure Hash Algorithms. Ini adalah keluarga fungsi kriptografi yang mencakup SHA-0, SHA-1, grup SHA-2, dan SHA-3. Saat ini, hanya SHA-2 dan SHA-3 yang dianggap aman, karena kerentanan telah ditemukan di versi sebelumnya.

Mengapa hashing sangat penting untuk cryptocurrency?

Fungsi hash biasa digunakan dalam pencarian basis data, analisis file besar, dan manajemen informasi. Namun, versi kriptografisnya tersebar jauh lebih luas — dalam penyediaan autentikasi, tanda tangan digital, dan kontrol integritas data.

Dalam konteks Bitcoin, hashing bukan hanya alat bantu. Ini terintegrasi dalam setiap aspek jaringan: dari pembuatan alamat hingga proses penambangan dan penghubungan blok dalam rantai.

Kekuatan sebenarnya dari hashing terungkap ketika bekerja dengan volume data yang sangat besar. Alih-alih menyimpan dan memverifikasi seluruh informasi, Anda dapat menjalankannya melalui fungsi hash dan mendapatkan “jejak” yang kompak. Jika jejak ini cocok dengan referensi, data tidak telah diubah. Ini menghilangkan kebutuhan untuk mengingat dan mentransfer file besar.

Dalam blockchain, hampir semua protokol cryptocurrency mengandalkan hash untuk menggabungkan sekelompok transaksi menjadi blok dan untuk menetapkan hubungan kriptografi antara blok-blok yang berurutan. Operasi inilah yang membentuk rantai.

Tiga sifat kritis dari fungsi hash kriptografi

Agar fungsi hash kriptografis dianggap aman, ia harus memenuhi tiga karakteristik kunci.

Ketahanan terhadap kolisi

Kolisi terjadi ketika dua input yang berbeda menghasilkan satu hash yang sama. Secara teknis, kolisi tidak dapat dihindari untuk fungsi hash mana pun — karena jumlah input tidak terbatas, sementara jumlah output terbatas. Namun, fungsi hash dianggap tahan kolisi jika probabilitas menemukan kolisi seperti itu sangat kecil sehingga diperlukan jutaan tahun perhitungan.

SHA-256 — contoh fungsi yang begitu kuat sehingga dianggap hampir tanpa kolisi. Namun, SHA-0 dan SHA-1 tidak lagi dianggap aman karena ditemukan kerentanannya. Hanya grup SHA-2 dan SHA-3 yang mempertahankan status tahan kolisi.

Ketahanan terhadap penemuan pertama

Properti ini terkait erat dengan konsep fungsi satu arah. Jika Anda memiliki hash, hampir tidak mungkin untuk menemukan data input yang menghasilkannya. Penyerang harus mencoba miliaran kombinasi melalui metode coba-coba.

Properti ini sangat penting untuk melindungi kata sandi. Banyak layanan online menyimpan bukan kata sandi itu sendiri, tetapi hash-nya. Bahkan jika basis data jatuh ke tangan penyerang, dia tidak akan dapat memulihkan kata sandi asli.

Ketahanan terhadap penemuan pandangan pertama kedua

Jenis serangan ini lebih rumit daripada yang sebelumnya. Penjahat memiliki input pertama dan hash-nya, kemudian mencoba menemukan input kedua yang akan menghasilkan hash yang sama. Berbeda dengan brute force sederhana, di sini diperlukan pekerjaan yang ditargetkan dengan hash tertentu.

Secara logis, fungsi yang tahan terhadap tabrakan juga dilindungi dari serangan ini — karena yang terakhir selalu melibatkan pencarian tabrakan. Namun, pre-image dapat ditemukan bahkan dalam fungsi yang tahan terhadap tabrakan, karena tidak memerlukan dua input acak.

Peran hash dalam penambangan Bitcoin

Penambangan bukan hanya proses mendapatkan koin baru. Ini adalah operasi yang kompleks, kaya akan fungsi hash di setiap tahap: dari memeriksa saldo hingga menghubungkan transaksi dalam pohon Merkle.

Alasan utama mengapa Bitcoin tetap aman adalah biaya komputasi dari penambangan. Penambang harus melakukan sejumlah besar operasi hash untuk menemukan solusi yang tepat untuk blok berikutnya.

Dalam proses pembuatan kandidat blok, penambang bereksperimen dengan beberapa input yang berbeda. Blok dianggap valid hanya jika hash-nya dimulai dengan sejumlah nol tertentu. Jumlah nol ini menentukan kesulitan penambangan dan disesuaikan secara dinamis.

Hashrate jaringan adalah total daya komputasi semua peserta. Ketika hashrate meningkat, protokol Bitcoin secara otomatis meningkatkan kesulitan agar waktu rata-rata untuk menemukan blok tetap sekitar 10 menit. Jika hashrate menurun, kesulitan berkurang, memudahkan pekerjaan.

Penting untuk dicatat bahwa para penambang tidak mencari kolisi. Sebaliknya, mereka mencari satu keluaran valid di antara banyak solusi yang memenuhi ambang kesulitan saat ini. Untuk setiap blok, ada beberapa hash yang valid, dan penambang harus menemukan setidaknya satu.

Pekerjaan komputasi yang tepat inilah yang mencegah penipuan. Jika seseorang ingin memalsukan riwayat transaksi, mereka harus menghitung ulang semua blok dari saat serangan hingga hari ini — biaya yang secara ekonomi tidak masuk akal. Semakin banyak penambang yang bergabung dengan jaringan, semakin sulit serangannya, dan semakin aman rantainya.

Kesimpulan

Hashing bukan hanya permainan matematis. Ini adalah fondasi di mana semua aset kripto dan sistem terdistribusi berdiri. Fungsi hash kriptografi menyediakan keamanan, imutabilitas data, dan autentikasi dengan cara yang sebelumnya tidak mungkin.

Memahami bagaimana fungsi-fungsi ini bekerja bukanlah latihan akademis. Ini adalah kunci untuk memahami mengapa blockchain begitu sulit untuk diretas, mengapa dana Anda aman, dan mengapa sistem terdesentralisasi dapat ada tanpa otoritas pusat. Bagi siapa pun yang ingin menyelami lebih dalam ke ekosistem kripto, pengetahuan tentang hashing adalah suatu keharusan.