Thuật toán Sha256 là gì? Mức độ an toàn có cao không?

Thuật toán SHA256 là thuật toán băm bảo mật với 32 byte dùng để tạo ra các chuỗi băm không thể đảo ngược và mang tính độc nhất. Trong tất cả các thuật toán được dùng để đào Bitcoin thì SHA-256 được sử dụng phổ biến nhất. Vậy chi tiết về thuật toán Sha256 là gì? Điều gì giúp nó trở nên phổ biến như vậy? Hãy cùng theo dõi bài viết để hiểu rõ hơn về thuật toán này và ứng dụng của nó.

Tìm hiểu mã hóa SHA

SHA (Secure Hash Algorithm) hay còn gọi là thuật giải băm an toàn. Đây là năm thuật toán được chấp nhận bởi cơ quan Tiêu chuẩn Xử lý Thông tin Liên bang (FIPS) với mục đích dùng để chuyển hóa một đoạn dữ liệu nhất định thành một đoạn dữ liệu có chiều dài không đổi với sự khác biệt lớn.

Thuật toán SHA là thuật toán băm được phát triển bởi cục an ninh quốc gia Mỹ (National Security Agency – NSA) và được xuất bản thành chuẩn của chính phủ Hoa Kỳ bởi viện công nghệ và chuẩn quốc gia Mỹ (National Institute of Standards and Technology – NIST).

5 thuật toán SHA chuẩn bao gồm:

SHA-1 (cho về kết quả dài 160 bit)
SHA-224 (cho về kết quả dài 224 bit)
SHA-256 (cho về kết quả dài 256 bit)
SHA-384 (cho về kết quả dài 384 bit)
SHA-512 (cho về kết quả dài 512 bit)

Xem thêm: Tài chính phi tập trung DeFi là gì? Những điều cần biết về thị trường DeFi

Chi tiết về thuật toán SHA-256

SHA-256 là thuật toán băm bảo mật với 256 bit (hay 32 byte) dùng để tạo ra các chuỗi băm không thể đảo ngược và mang tính độc nhất. Chính điều này đã làm cho thuật toán SHA256 phù hợp để xác nhận mật khẩu, chống giả mạo, đặc biệt là để xác thực hàm băm.

Ví dụ mã SHA-256 của một thông điệp như sau:

Dữ liệu “The quick brown fox jumps over the lazy dog”

⇒ Mã hóa “d7a8fbb3 07d78094 69ca9abc b0082e4f 8d55651e4 6d3cdb76 2d02d0bf 37c9e592

Hàm băm SHA 256 có khả năng hỗ trợ xử lý thô hiệu quả. Với những đồng Bitcoin đầu tiên, bạn hoàn toàn có thể tự đào bằng CPU trong máy tính tại nhà. Thế nhưng, theo thời gian khi độ khó của đồng coin tăng lên. Thì để khai thác hiệu quả bạn cần phải sử dụng các bộ vi xử lý riêng biệt có tên gọi là ASIC.

Xem thêm: Các sàn Bitcoin lớn nhất thế giới

SHA-256 có an không?

Cách dùng phổ biến của mã một chiều SHA là tạo ra dãy mã hóa của thông điệp thông qua cách tính hàm băm của chuỗi ghép từ thông điệp cần xác thực với một khóa bí mật. Khóa bí mật rất dài, có thể hình dung như sau:

Dãy mã hóa = SHA256(“thông điệp cần xác thực”, “khóa bí mật”) = hash

Với tính chất của mã hóa một chiều nên dãy mã hóa có thể được công khai, thông điệp cũng có thể công khai, nhưng thành phần khóa bí cmật không thể truy ngược lại được. Đơn giản vì suy ngược lại toàn văn dữ liệu gốc từ dãy mã hóa là không thể.

Cách duy nhất để truy ngược toàn văn dữ liệu gốc là thử mọi khả năng có thể xảy ra của khóa bí mật và cách mà khóa được ghép với thông điệp cần xác thực. Có nghĩa là với với việc kiểm tra mọi khả năng của đầu vào để tìm ra dãy mã hóa mới giống với dãy mã hóa đã biết, phương pháp này được gọi là BruteForce. Chúng ta có thể xem xét như sau “khóa bí mật” = SHA256(“secret-key”) = 256 bits

Với một sự thay đổi rất nhỏ trong thông điệp thì cũng sẽ tạo ra một giá trị băm khác hoàn toàn so với ban đầu. Điều này có nghĩa là nếu bạn muốn kiểm tra toàn bộ giá trị của hàm băm để tìm ra giá trị giống nó thì có BruteForce = 2^256 khả năng.

Có thể phá vỡ BruteForce 2^256 không?

2^256 = 115792 089237316 195423570 985008687 907853269 984665640 564039457 584007913 129639936 > 10^78

Giả sử mỗi máy tính cá nhân có tốc độ 4Ghz thì có thể xử lý 1.4G phép tính băm mỗi giây, 1.4 x 10^9 hash/s. Trái Đất chúng ta có 7 tỷ người và giả định mỗi người có một máy tính như vậy, sức mạnh tính toán của toàn thể Trái Đất sẽ là 10^19 hash/s.

Trong dải Ngân Hà có khoảng 100 tỷ ngôi sao, cho rằng 1% trong số đó có nền văn minh giống như Trái Đất thì sức mạnh tính hash của toàn Ngân Hà là: 10^19 hash/s x 1% x 100×10^9 = 10^28 hash/s.

Dự đoán trong vũ trụ có 100 tỷ thiên hà và vũ trụ tổng thể được cho là lớn gấp 10 lần. Vậy thì sức mạnh tính hash của vũ trụ tổng thể là: 10^28 hash/s x 100×10^9 x 10 = 10^42 hash/s

Với tốc độ tính toán như giả định phía trên, để kiểm tra toàn bộ 10^78 trường hợp thì vũ trụ tổng thể cần đến 10^36 giây ≈ 3.17×10^28 năm, hay ≈ 2.4×10^18 lần tuổi của vũ trụ, tức là việc này không có khả năng xảy ra.

Chính vì vậy thuật toán băm SHA 256 được cho là tuyệt đối an toàn.

Ứng dụng của hàm băm SHA-256

Ứng dụng nổi tiếng nhất của thuật toán SHA là dùng trong hệ thống tiền điện tử Bitcoin, đặc biệt trong hệ thống ATM Bitcoin. Đây là một hệ thống giao dịch tiền ảo trên mạng internet sử dụng mã SHA256 để xác nhận các giao dịch và lưu trữ dạng chuỗi các sự kiện lịch sử theo từng thời gian và được liên kết với nhau bởi các mã xác thực (BlockChain).

Lời kết

Qua bài viết này các bạn cũng đã hiểu thuật toán Sha256 là gì và ứng dụng của nó. Ngoài ra tính bảo mật của nó gần như là chắc chắn nên bạn hãy hoàn toàn yên tâm về dữ liệu của mình. Hãy áp dụng nó để đào ra được nhiều tiền ảo mới và trở thành thợ mỏ hàng đầu trên thị trường tiền ảo.