Как известно, отпечаток пальца уникален и в природе не существует людей с одинаковыми отпечатками. Даже у близнецов отпечатки пальцев разные. Это же касается и структуры ДНК человека. Она уникальна! Нет людей с одинаковой структурой ДНК.
Но ведь ДНК, а тем более отпечаток пальцев – относительно короткие наборы информации. И, тем не менее, они являются неким кодом, присущим конкретному человеку. Можно считать, что это и есть «хэши» этого человека. С тем лишь отличием, что эти «хэши» не меняются с возрастом человека.
Итак, первое свойство хэша – его уникальность:
Каждому набору (массиву) информации присущ строго определенный, уникальный хэш.
Тем не менее, иногда встречаются т.н. коллизии – случаи, когда хеш-функция для разных входных блоков информации вычисляет одинаковые хэш-коды.
Математики-криптографы стараются создать такие хэш-функции, вероятность коллизий в которых стремилась бы к нулю.
Следует отметить, что функций, которые вычисляют хэш, существует множество. Но наиболее распространена (в частности, используется в протоколе блокчейна Биткоина) хэш-функция под названием SHA-256 (от Secure Hash Algorithm – безопасный алгоритм хеширования). Эта хэш-функция формирует хэш в виде строки из 64 символов (длина – 256 бит или 32 байта).
Попробуем при помощи функции SHA-256 получить хэш для заголовка этой главы («Хэширование: Просто и наглядно»).
Это будет:
ef3c82303f3896044125616982c715e7757d4cd1f84c34c6b2e64167d2fde766
А теперь изменим заголовок всего лишь на один символ – добавим знак восклицания в конце («Хэширование: Просто и наглядно!»).
Получилось:
a6123e137d1d7f0aad800cdbc0918a65bb7a778a607cb993043d99718ec5a9e1
Как видите, изменение всего лишь на один знак исходного массива информации привело к кардинальному изменению его хэша!
И это второе важное свойство хэша:
– при самом незначительном изменении входной информации её хэш меняется кардинально.
Это свойство важно при использовании хэширования в цифровой подписи, так как позволяет удостовериться, что подписанная информация не была изменена во время её передачи по каналам связи.
Третье важное свойство хэша вытекает из того, что хэш-функция необратима. Другими словами:
– не существует обратной функции, которая из хэша может восстановить исходный массив информации.
Из этого следует, что восстановить по хэшу соответствующий ему массив информации возможно только перебором всех возможных вариантов. Что практически невозможно, поскольку количество информации бесконечно!
Это свойство важно, поскольку делает взлом хэша (восстановление исходной информации по её хэшу) или невозможным, или весьма дорогостоящим занятием.
Еще одно важное свойство хэш-функций – это относительно высокая скорость работы.
Хэширование позволяет достаточно