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Hash (Kryptographie) – Definition

Was ist ein Hash in der Kryptographie?

Ein Hash ist grundlegend für kryptographische Verfahren.

Was ist ein Hash?

Ein Hash ist eine Funktion, welche eine Eingabe von Buchstaben und Zahlen in eine verschlüsselte Ausgabe mit einer festen Länge umwandelt. Eine Hashfunktion wird mit Hilfe eines Algorithmus erstellt und ist für die Verwaltung der Blockchain in Krypto-Währungen unverzichtbar.

Wichtige Keynotes

Wie funktioniert ein Hash?

Das Rückgrat einer Krypto-Währung ist die Blockchain, ein globales Verzeichnis, das durch die Verknüpfung einzelner Blöcke von Transaktionsdaten gebildet wird. Die Blockchain enthält nur validierte Transaktionen, wodurch betrügerische Transaktionen und doppelte Ausgaben der Währung verhindert werden. Der daraus resultierende verschlüsselte Wert ist eine Reihe von Zahlen und Buchstaben, die den Originaldaten nicht ähneln, und wird als Hash bezeichnet. Beim Cryptocurrency Mining wird mit diesem Hash gearbeitet.

Hashing erfordert die Verarbeitung der Daten aus einem Block durch eine mathematische Funktion, die zu einer Ausgabe mit einer festen Länge führt. Die Verwendung einer Ausgabe fester Länge erhöht die Sicherheit, da jeder, der versucht, die Hashfunktion zu entschlüsseln, nicht in der Lage sein wird, anhand der Länge der Ausgabe zu erkennen, wie lang oder kurz die Eingabe ist. Die Lösung des Hashes beginnt mit den im Blockheader verfügbaren Daten und ist im Wesentlichen die Lösung eines komplexen mathematischen Problems. Jeder Block-Header enthält eine Versionsnummer, einen Zeitstempel, den im vorherigen Block verwendeten Hash, den Hash der Merkle-Wurzel, den Nonce- und den Ziel-Hash.

Der Miner konzentriert sich auf die Nonce, eine Zahlenfolge. Diese Nummer wird an den gehashten Inhalt des vorhergehenden Blocks angehängt, der dann gehasht wird. Wenn dieser neue Hash-Wert kleiner oder gleich dem Ziel-Hash-Wert ist, wird er als Lösung akzeptiert, der Miner erhält die Belohnung, und der Block wird der Blockchain hinzugefügt. Um den Hash zu lösen, muss der Miner bestimmen, welcher String als Nonce verwendet werden soll, was einen erheblichen Aufwand an Versuch und Irrtum erfordert.

Der Grund dafür ist, dass die Nonce eine zufällige Zeichenfolge ist. Es ist höchst unwahrscheinlich, dass ein Miner beim ersten Versuch erfolgreich die richtige Nonce findet, was bedeutet, dass der Miner möglicherweise eine große Anzahl von Nonce-Optionen testen muss, bevor er die richtige Lösung findet. Je größer die Schwierigkeit – ein Maß dafür, wie schwer es ist, einen Hash zu erstellen, der die Anforderungen des Ziel-Hashes erfüllt – desto länger wird es wahrscheinlich dauern, eine Lösung zu generieren.

Beispiel für einen Hash

Das Hashing des Wortes „hallo“ erzeugt eine Ausgabe, die dieselbe Länge hat wie das Hashing für „Ich gehe in den Laden“.

Die Funktion, die zur Erzeugung der Hashfunktion verwendet wird, ist deterministisch, d.h. sie erzeugt jedes Mal dasselbe Ergebnis, wenn dieselbe Eingabe verwendet wird. Sie kann auf effiziente Weise eine gehashte Eingabe erzeugen; sie erschwert auch die Bestimmung der Eingabe (was zum Mining führt) und bewirkt, dass kleine Änderungen an der Eingabe zu einem nicht erkennbaren, völlig anderen Hash führen.

Die Verarbeitung der Hashfunktionen, die für die Verschlüsselung neuer Blöcke benötigt werden, erfordert eine beträchtliche Rechenleistung des Computers, was kostspielig sein kann. Um Einzelpersonen und Unternehmen, die als Miner bezeichnet werden, dazu zu bewegen, in die erforderliche Technologie zu investieren, belohnen Kryptowährungsnetzwerke sie sowohl mit neuen Kryptowährungstoken als auch mit einer Transaktionsgebühr. Miner werden nur dann entschädigt, wenn sie als erste einen Hash erstellen, der die im Ziel-Hash festgelegten Anforderungen erfüllt.

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