Александр Цихилов - Блокчейн. Принципы и основы

Ингредиенты подобных блюд, как и результат хеширования, невозможно

привести к исходному виду (прообразу). Однако попытки поиска эффективных

методов восстановления прообразов для различных хеширующих алгоритмов

существовали с самого начала их появления.

Для того чтобы представить себе проблематику, связанную с криптостойкостью

самых популярных алгоритмов хеширования, оценим рассчитанные показатели

многообразия вариантов хешей и вероятностей нахождения коллизий для них.

Соотношение между разрядностью (размером) хеша n и числом возможных

выходов (вариантов генераций хеша) равно 2 в степени n. Если средняя длина

хеша в основных популярных блокчейн-проектах составляет 256 бит, это

означает число выходов, равное 2256 или примерно 1,2 × 1077, то есть

значению, сопоставимому с оценкой числа атомов в наблюдаемой Вселенной.

Однако чтобы найти коллизию, необязательно перебирать все варианты.

Существует известный алгоритм атаки — так называемая «атака дней

рождения», которая базируется на парадоксе, связанном с решением задачи о

вероятности совпадений дней рождения хотя бы у двух человек в группе, состоящей из N людей. Парадокс состоит в том, что оценивается не

вероятность того, что у какого-то конкретно выбранного человека в группе с

кем-то совпадает день рождения (эта вероятность для небольших групп

достаточно мала), а вероятность совпадения дней рождения у любой пары

людей из данной группы. А это уже совсем другой порядок вероятности.

Например, для группы из 23 людей такая вероятность превышает 50%, а для

60 человек и более вероятность становится больше 99%. С коллизиями в

алгоритмах хеширования также можно провести аналогию, но базируясь на

гораздо больших числовых значениях. Однако общий смысл от этого не

меняется: для того, чтобы найти коллизию с какой-то значимой величиной

вероятности, нужно перебрать гораздо меньшее число вариантов, чем

максимальное число возможных выходов. Для ключа в 256 бит и вероятности

нахождения коллизии в 75% это значение составляет 5,7 × 1038, что на 39

порядков меньше максимального математически возможного числа выходов.

Как видите, даже подобная существенно меньшая величина вероятности все

равно поддерживает сложность задачи перебора вариантов на исключительно

высоком вычислительном уровне. Поэтому в блокчейн-технологиях

используются алгоритмы хеширования с высокой разрядностью, чтобы

защитить хранимые данные от посягательств злоумышленников как минимум

до того момента, пока вычислительные мощности не позволят преодолеть эти

барьеры сложности.

Мы постарались рассмотреть основные моменты, которые необходимо знать о

принципах хеширования. К непосредственным применениям этой процедуры

мы еще вернемся в специальных разделах книги, посвященных практическим

реализациям блокчейн-проектов.

История криптографии

Рассматривая технологию блокчейн в деталях, совершенно невозможно

пройти мимо одного из ее самых важных элементов — криптографической

части. Криптография в блокчейн является мощнейшим связующим элементом, на котором базируется основная ценность технологии распределенного

реестра в целом. Именно криптография стоит на страже целостности хранения

и передачи данных, обеспечивает права владения и защищает активы

пользователей системы, в первую очередь — финансовые. Без криптографии

технология блокчейн просто не смогла бы существовать — она бы утратила

все свои преимущества, и в ее использовании не было бы никакого смысла. Но

почему же криптография настолько важна? Давайте попробуем разобраться, что же такое криптография и каким образом она стала фактическим ядром

блокчейн-технологии.

История криптографии уходит далеко в глубь тысячелетий. Во все времена у

людей существовала необходимость передавать секретную информацию на

расстоянии. В первую очередь дело обычно касалось информации, имеющей

военное значение. В эпоху отсутствия в мире систем коллективной

безопасности более слабые в военном отношении государства постоянно

становились добычей агрессивных соседей. Единственным шансом для малых

государств сохранить свою свободу и независимость было найти себе сильных

союзников. Но для заключения подобных соглашений необходимо было

обмениваться информацией, которая ни при каких обстоятельствах не должна