¿Qué es un hash? Descubre la piedra angular criptográfica de la cadena de bloques

Al hablar de la seguridad en blockchain, todos mencionan el valor hash. Pero, ¿qué es exactamente un valor hash? ¿Cómo garantiza la inalterabilidad de las transacciones? Muchas personas tienden a confundir el valor hash con la criptografía; en realidad, el proceso de generación del valor hash es unidireccional e irreversible, y esa es la razón por la que es tan poderoso en el mundo digital.

Desde la comprensión de la mapeo irreversible para entender la esencia del valor hash

Hash, también conocido como función de dispersión, es un programa matemático que recibe información de entrada de longitud arbitraria y, mediante un algoritmo hash específico, la transforma para generar un resultado de longitud fija. Este resultado es lo que comúnmente llamamos valor hash.

En términos simples, el valor hash es como la “huella digital” de los datos: cada entrada diferente produce un código de huella único, pero este proceso es completamente unidireccional. Puedes calcular fácilmente el valor hash a partir del contenido original, pero no puedes deducir el contenido original a partir del valor hash. Es como saber que el resultado de un cálculo es 5, pero no saber si fue 1+4 o 2+3; el valor hash funciona como esa mapeo irreversible.

Estríctamente hablando, la generación del valor hash no pertenece a la categoría de algoritmos de cifrado. La criptografía siempre se refiere a la encriptación y desencriptación — si hay encriptación, necesariamente hay un proceso de desencriptación posible. La generación del valor hash es un sistema de cifrado unidireccional, con solo un proceso de cálculo hacia adelante y sin ningún proceso de descifrado inverso. Por eso, el valor hash es una parte fundamental de la criptografía moderna.

Algoritmos hash comunes y métodos de cálculo del valor hash

Actualmente, en la industria, los algoritmos que pueden generar valores hash se dividen en tres categorías: la serie MD de uso internacional, la serie SHA y el estándar nacional chino SM3.

Entre ellos, SHA-256 es un algoritmo importante diseñado por la Agencia de Seguridad Nacional de EE. UU. (NSA) y publicado por el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST). ¿Por qué se llama SHA-256? Porque genera un valor hash de 256 bits de longitud. Debido a su alta seguridad, SHA-256 se ha convertido en uno de los métodos más confiables para proteger información digital y se usa ampliamente en blockchain, criptografía y otros campos.

Por ejemplo, si aplicamos el algoritmo SHA-256 a la cadena de texto “hello blockchain world, this is yeasy@github”, el valor hash generado será “db8305d71a9f2f90a3e118a9b49a4c381d2b80cf7bcef81930f30ab1832a3c90”. Mientras el contenido original no cambie, este valor hash nunca cambiará; por el contrario, si incluso se modifica un carácter, el valor hash será completamente diferente.

Esta es la gran fortaleza del valor hash: sin necesidad de revisar el contenido original, si dos archivos tienen el mismo valor hash SHA-256, casi podemos estar seguros de que su contenido es idéntico.

Cómo el valor hash protege la seguridad de los datos

En las primeras etapas de las comunicaciones en red, la información transmitida era susceptible a errores o alteraciones. ¿Cómo puede el receptor determinar si la información recibida coincide con la enviada? La confirmación repetida de transmisión es ineficiente y consume recursos.

El valor hash ofrece una solución elegante. El remitente puede calcular un valor hash del mensaje original y adjuntarlo al mensaje antes de enviarlo. Cuando el receptor recibe el mensaje, también calcula el valor hash del contenido original y lo compara con el valor hash recibido. Si ambos valores coinciden exactamente, significa que el mensaje no ha sido alterado durante la transmisión; si difieren, incluso si solo se modifica un carácter, el receptor puede detectarlo inmediatamente. Este mecanismo de verificación de integridad basado en el valor hash se ha convertido en una práctica estándar en la transmisión moderna de datos.

El papel crucial del valor hash en blockchain

El valor hash tiene un papel fundamental en la tecnología blockchain. Cada bloque contiene el valor hash del bloque anterior, y el siguiente bloque contiene el valor hash del bloque actual, formando así una cadena conectada de manera que no puede ser alterada de forma reversa.

Por ejemplo, en Bitcoin, el sistema usa valores hash para generar el resumen de datos de cada transacción. Cuando alguien intenta modificar registros históricos de transacciones, el valor hash de ese bloque cambiará inmediatamente, y los valores hash de todos los bloques posteriores también cambiarán. Esta estructura en cadena garantiza que los registros de transacciones en toda la cadena de bloques sean altamente confiables y seguros: para alterar una transacción, un atacante tendría que recalcular los valores hash de todos los bloques posteriores en la cadena, lo cual es prácticamente imposible desde el punto de vista computacional.

Por eso se dice que blockchain tiene una “inmutabilidad”: la base de esa inmutabilidad es la propiedad del valor hash.

Cuatro características que debe tener un valor hash excelente

No todos los algoritmos hash son adecuados para aplicaciones en blockchain o criptografía. Un algoritmo confiable para generar valores hash debe cumplir con estas cuatro condiciones:

Rápido en la dirección forward — dado el contenido original y el algoritmo hash, debe poder generar rápidamente el valor hash correspondiente en un tiempo y recursos limitados. Esto garantiza la eficiencia del sistema.

Difícil de invertir — dado un valor hash, es casi imposible deducir el contenido original en un tiempo limitado. Esta es la base de la seguridad del valor hash y la manifestación central de su “unidireccionalidad”.

Sensibilidad a la entrada — incluso un cambio mínimo en la entrada original debe producir un cambio significativo en el valor hash generado. Esto asegura que cualquier alteración sea detectada de inmediato.

Evitar colisiones — es difícil encontrar dos contenidos diferentes que produzcan exactamente el mismo valor hash (esto se llama “colisión”). La resistencia a colisiones fuerte garantiza la unicidad del valor hash.

Gracias a estas características, el valor hash se ha convertido en una herramienta fundamental en la criptografía moderna y en la tecnología blockchain. Desde la verificación de datos y la validación de transacciones, hasta la comprobación de integridad de archivos y la estructura en cadena de bloques, el valor hash está en todas partes, protegiendo silenciosamente la seguridad y confianza del mundo digital. Entender cómo funciona el valor hash también ayuda a comprender por qué blockchain puede mantener la seguridad y fiabilidad del sistema completo sin una autoridad central de confianza.