Hash

Tổng quan

Hàm băm là nền tảng của mật mã học: chuyển dữ liệu bất kỳ thành một chuỗi tóm tắt có độ dài cố định. Trong blockchain, băm bảo đảm toàn vẹn dữ liệu, liên kết các khối và hỗ trợ tạo định danh.

Nguyên lý và tính chất chính

• Xác định: cùng đầu vào cho ra cùng đầu ra.
• Nhanh: tính toán hiệu quả trên dữ liệu lớn.
• Khó đảo ngược: không thể suy ngược dữ liệu gốc từ giá trị băm (chống preimage).
• Chống va chạm: xác suất hai dữ liệu khác nhau cho ra cùng giá trị băm là cực nhỏ.
• Hiệu ứng tuyết lở: thay đổi nhỏ ở đầu vào làm thay đổi lớn ở đầu ra.

Ứng dụng trong blockchain

• Liên kết khối: mỗi khối chứa băm của khối trước, tạo chuỗi không thể sửa đổi.
• Cây Merkle: tổng hợp nhiều giao dịch thành một băm gốc để xác minh hiệu quả.
• Định danh địa chỉ/khóa: một phần dựa trên băm của khóa công khai.
• Kiểm tra toàn vẹn: đối chiếu băm để phát hiện sửa đổi dữ liệu.

Ví dụ thực tế

• Bitcoin dùng SHA-256 để liên kết khối và PoW.
• Ethereum dùng Keccak-256 (thường gọi là SHA-3 biến thể) cho nhiều tác vụ ở EVM.
• Kiểm tra tệp tải về: so sánh giá trị băm được công bố với băm tính được.

Rủi ro và hiểu lầm

• Chọn thuật toán yếu: MD5, SHA-1 không còn an toàn cho nhiều mục đích.
• Nhầm lẫn “mã hóa”: băm không phải mã hóa; không thể giải ngược.
• Kích thước đầu ra cố định không phản ánh kích thước dữ liệu gốc.
• Tấn công từ điển/rainbow table: cần dùng salt trong một số ngữ cảnh (ví dụ lưu mật khẩu).

Kết luận

Hàm băm là xương sống của kiểm chứng và liên kết dữ liệu trong blockchain. Chọn thuật toán an toàn (SHA-256, Keccak-256), hiểu đúng tính chất chống va chạm và preimage sẽ giúp thiết kế hệ thống bền vững.