Bagaimana Cara Kerja Hashing di Blockchain?

Fungsi hash kriptografi, sebuah istilah yang sering terdengar dalam konteks bitcoin dan mata uang kripto, adalah landasan teknologi blockchain. Fungsi matematika ini mengambil masukan, atau "pesan", dan mengubahnya menjadi serangkaian karakter berukuran tetap, yang dikenal sebagai "hash".

Hashing, proses penerapan fungsi hash pada suatu masukan, merupakan elemen penting tidak hanya dalam protokol bitcoin tetapi juga dalam lingkup keamanan informasi yang lebih luas. Dalam blockchain, proses ini biasanya melibatkan konversi data dalam suatu blok menjadi hash yang kemudian disimpan dalam blok tersebut.

Mekanisme ini sangat penting untuk menjaga keamanan dan integritas blockchain. Dengan memahami peran hashing, seseorang memperoleh wawasan tentang aspek dasar teknologi blockchain dan signifikansinya baik dalam bidang mata uang kripto maupun keamanan informasi.

Apa fungsi hash dalam mata uang kripto?

Fungsi hash pada dasarnya adalah operasi matematika yang menerima masukan dengan ukuran berapa pun, memprosesnya, dan menghasilkan keluaran dengan ukuran tetap, yang dikenal sebagai hash. Transformasi ini konsisten: tidak peduli panjang masukan – baik itu satu huruf, satu kata, satu kalimat, atau keseluruhan buku – hash, yang sering disebut sebagai intisari, mempertahankan panjang yang konstan.

Fitur fungsi hash ini banyak digunakan dalam keamanan informasi, khususnya dalam menjaga kata sandi. Saat Anda mendaftarkan akun di situs web, kata sandi Anda diubah oleh fungsi hash, menghasilkan intisari hash yang kemudian disimpan oleh layanan. Saat masuk, kata sandi yang Anda masukkan menjalani fungsi hash yang sama, dan hash yang dihasilkan dibandingkan dengan yang disimpan untuk memverifikasi identitas Anda.

Metode ini meningkatkan keamanan karena meskipun peretas mendapatkan akses ke database dengan intisari hash ini, menguraikan kata sandi asli dari hash sangatlah menantang. Hal ini disebabkan oleh desain fungsi hash, yang membuatnya tidak memungkinkan secara komputasi untuk membalikkan proses atau menemukan dua input berbeda yang menghasilkan output hash yang sama (properti yang dikenal sebagai ketahanan tabrakan).

Selain itu, sistem modern sering kali menerapkan 'salting', sebuah teknik di mana nilai unik ditambahkan ke kata sandi sebelum melakukan hashing. Hal ini memastikan bahwa kata sandi yang identik pun menghasilkan hash yang berbeda, sehingga semakin mempersulit upaya peretas untuk menggunakan tabel yang telah dihitung sebelumnya (seperti tabel pelangi) untuk memecahkan kata sandi. Mekanisme keamanan yang kuat ini merupakan bagian integral dalam melindungi data pengguna di berbagai platform online.

Fungsi utama hashing

Hashing, sebuah aspek mendasar dari teknologi blockchain, memiliki beberapa fungsi penting:

Meningkatkan Keamanan : Fungsi hash dirancang untuk menjadi operasi satu arah, sehingga sangat sulit untuk melakukan backtrack ke masukan asli dari hashnya. Karakteristik ini sangat penting dalam blockchain, karena mengubah data dalam suatu blok akan mengubah hashnya. Akibatnya, setiap modifikasi menjadi jelas, menjaga integritas blockchain. Sifat hashing satu arah ini mencegah potensi gangguan data, menjaga kredibilitas blockchain.

Memfasilitasi Verifikasi Data : Hash berperan penting dalam memverifikasi keaslian data blockchain. Dengan membandingkan hash suatu blok dengan hash yang direferensikan di blok berikutnya, integritas data dapat dikonfirmasi. Dalam jaringan seperti Bitcoin, setiap blok menyertakan hash blok sebelumnya, sehingga menciptakan rantai yang saling bergantung. Setiap upaya untuk mengubah data sebelumnya akan mengganggu rantai ini, membuat hash berikutnya tidak valid dan mengingatkan jaringan akan potensi gangguan.

Bertindak sebagai Penunjuk Blok : Hash juga berfungsi sebagai penunjuk dalam blockchain. Dengan menyimpan hash blok di blok berikutnya, tautan sekuensial dibuat. Metode penautan ini membentuk struktur blockchain, di mana setiap blok saling terhubung melalui hash uniknya, memastikan rantai data yang kronologis dan tidak terputus.

Mendukung Mekanisme Konsensus : Dalam jaringan blockchain yang menggunakan mekanisme konsensus proof-of-work (PoW), seperti Bitcoin, hashing sangatlah penting. Penambang harus memecahkan teka-teki kompleks terkait hash untuk memvalidasi dan menambahkan blok baru ke blockchain. Kesulitan teka-teki ini dapat disesuaikan, mengatur laju pembuatan blok baru dan menjaga stabilitas jaringan. Proses ini memastikan metode terdesentralisasi dan demokratis dalam memvalidasi transaksi dan memelihara blockchain.

Secara keseluruhan, hashing bukan sekadar fitur keamanan; ini adalah alat multifaset yang mendukung fungsionalitas, integritas, dan keandalan jaringan blockchain. Dengan memungkinkan penyimpanan data yang aman, dapat diverifikasi, dan saling terkait, hashing sangat diperlukan dalam pengoperasian sistem blockchain yang efisien dan dapat dipercaya.

Bagaimana cara kerja hashing secara umum?

Proses hashing merupakan bagian integral dari keamanan dan integritas data, yang terdiri dari beberapa langkah utama:

Memproses Input melalui Algoritma Hashing : Hashing dimulai dengan input data, yang bisa berupa apa saja mulai dari string teks hingga file atau serangkaian transaksi dalam blockchain. Masukan ini diproses oleh algoritma hashing, yang menerapkan berbagai operasi matematika dan logika. Operasi ini mungkin mencakup transformasi matematis, operasi bitwise, dan fungsi logika, yang mengubah masukan menjadi hash.

Membuat Hash Unik sebagai Sidik Jari Digital : Hasil dari proses ini adalah hash, mirip dengan sidik jari digital dari masukan asli. Hash ini, seringkali berupa string karakter heksadesimal, panjangnya tetap dan bervariasi berdasarkan algoritma yang dipilih. Inti dari hashing terletak pada sifat fungsinya yang satu arah, sehingga sangat sulit untuk merekayasa balik masukan asli dari hash. Karakteristik ini sangat penting dalam skenario seperti blockchain, di mana mengubah data dalam sebuah blok akan mengubah hashnya, sehingga menandai potensi manipulasi data.

Menyimpan Hash sebagai Tanda Tangan Digital : Setelah dibuat, hash disimpan bersama data dalam satu blok, bertindak sebagai tanda tangan digital yang memverifikasi integritas data. Ketika pengambilan data diperlukan, menghitung ulang hash dan mencocokkannya dengan hash yang disimpan akan memastikan tidak adanya gangguan.

Selain langkah-langkah ini, algoritme hashing memainkan peran penting dalam aplikasi keamanan lainnya:

Sistem Otentikasi Kata Sandi: Dalam sistem seperti itu, kata sandi pengguna di-hash dan kemudian dibandingkan dengan hash yang disimpan dari kata sandi yang benar. Kecocokan memberikan akses, memastikan bahwa meskipun database kata sandi disusupi, kata sandi sebenarnya tetap tersembunyi karena rumitnya pembalikan hash.

Intinya, hashing berfungsi sebagai alat mendasar dalam memastikan keamanan dan integritas data di berbagai aplikasi, mulai dari transaksi blockchain hingga perlindungan kata sandi. Sifatnya yang satu arah dan kompleksitas operasi yang terlibat menjadikannya metode yang kuat untuk menjaga informasi digital.

Metode hashing populer yang lazim dalam sistem blockchain

Teknologi Blockchain menggunakan berbagai algoritma hashing, masing-masing dengan karakteristik berbeda, untuk memastikan keamanan dan integritas data. Beberapa algoritma hashing paling terkenal yang digunakan dalam blockchain adalah:

SHA-256 (Algoritma Hash Aman 256-bit) : Dikembangkan oleh Badan Keamanan Nasional (NSA) pada tahun 2001, SHA-256 adalah algoritma hashing terkemuka di bidang blockchain. Ini menghasilkan string 64 karakter, membentuk hash 256-bit. Fitur keamanannya yang kuat menjadikannya pilihan populer di banyak mata uang kripto, termasuk Bitcoin.

Scrypt : Scrypt adalah fungsi derivasi kunci yang dirancang agar lebih intensif memori dibandingkan algoritma lainnya. Peningkatan kebutuhan memori ini membuatnya lebih tahan terhadap serangan yang menggunakan perangkat keras khusus. Scrypt digunakan di berbagai mata uang kripto, termasuk Litecoin, sehingga meningkatkan keamanannya terhadap ancaman berbasis perangkat keras.

Ethash : Disesuaikan untuk blockchain Ethereum, Ethash adalah algoritma hashing yang membutuhkan memori. Ini dirancang agar tahan terhadap penambang ASIC (Application-Specific Integrated Circuit), yang merupakan perangkat keras khusus yang dirancang untuk penambangan mata uang kripto yang efisien. Desain Ethash bertujuan untuk mendemokratisasi proses penambangan, sehingga dapat diakses oleh lebih banyak peserta.

Equihash : Equihash adalah algoritma hashing terikat memori lainnya yang dikenal karena ketahanannya terhadap penambangan ASIC. Ini digunakan oleh beberapa mata uang kripto, seperti Zcash , untuk mempromosikan lanskap penambangan yang lebih adil di mana perangkat keras khusus menawarkan lebih sedikit keuntungan.

Intinya, meskipun algoritme ini berbeda dalam pendekatan dan properti spesifiknya, semuanya memiliki tujuan yang sama: mengubah masukan menjadi hash berukuran tetap. Hash ini bertindak sebagai sidik jari digital unik dari input, memainkan peran penting dalam menjaga keamanan dan keaslian transaksi dan data blockchain.

Dalam hashing, resistensi tabrakan adalah karakteristik utama

Dalam hashing, tabrakan mengacu pada kejadian di mana dua masukan berbeda menghasilkan keluaran hash yang sama. Secara teoritis, hal ini dimungkinkan karena himpunan semua kemungkinan keluaran hash terbatas, sedangkan himpunan masukan potensial tidak terbatas. Namun, kemungkinan terjadinya tabrakan dalam praktiknya sangat rendah, sehingga algoritma hashing tahan, meski tidak sepenuhnya kebal, terhadap kejadian seperti itu.

Mengambil contoh SHA-256, yang digunakan dalam blockchain Bitcoin, ia menghasilkan hash sepanjang 256 bit. Ini berarti 2^256 kemungkinan kombinasi hash unik, jumlah yang sangat banyak sehingga sulit untuk dipahami. Sebagai gambaran, 2^256 kira-kira sebanding dengan jumlah atom di alam semesta teramati.

Ketika jumlah masukan melebihi total kemungkinan hash unik, secara teoritis, setidaknya dua masukan akan menghasilkan hash yang sama, sehingga menyebabkan tabrakan. Namun kenyataannya, banyaknya kombinasi unik dalam SHA-256 membuat kemungkinan praktis terjadinya tabrakan semacam itu dapat diabaikan.

Sejumlah besar potensi perlindungan keluaran ini mencegah hashing dieksploitasi. Besarnya skala angka-angka ini memastikan kemungkinan tabrakan yang sangat rendah, sehingga berkontribusi terhadap keamanan dan keandalan hashing dalam teknologi blockchain. Terlepas dari kemungkinan teoritisnya, risiko praktis dari kejadian seperti itu dalam algoritma hashing yang dirancang dengan baik seperti SHA-256 sangatlah kecil, sehingga memperkuat efektivitasnya dalam mengamankan transaksi digital dan integritas data dalam sistem blockchain.

Fungsi hashing dirancang agar tidak dapat dibalik

Membalikkan fungsi hash untuk memastikan masukan aslinya adalah tugas yang sangat menantang, hampir mustahil dilakukan dengan teknologi saat ini. Pada dasarnya, fungsi hash dirancang untuk menjadi proses satu arah. Mengingat suatu keluaran, hampir tidak mungkin untuk menyimpulkan masukan asli yang menghasilkannya.

Metode utama untuk mencoba pembalikan ini dikenal sebagai brute force, yaitu dengan mencoba setiap string yang mungkin secara sistematis hingga menemukan string yang benar. Namun, kepraktisan pendekatan ini sangat dipertanyakan. Kekuatan komputasi yang diperlukan untuk menjalankan operasi semacam itu berada di luar kemampuan superkomputer tercanggih sekalipun.

Misalnya saja IBM Summit, salah satu superkomputer terkuat di dunia, yang mampu melakukan beberapa triliun kalkulasi per detik. Bahkan dengan kekuatan pemrosesan yang sangat besar ini, Summit akan membutuhkan waktu yang sangat lama, mungkin memakan waktu bertahun-tahun, dan jumlah energi yang sangat besar agar berhasil merekayasa balik sebuah hash. Skenario ini menyoroti ketidakpraktisan dan hampir tidak mungkin membalikkan hash, terutama yang rumit seperti SHA-256 yang digunakan dalam teknologi blockchain.

Kesulitan yang melekat ini memperkuat aspek keamanan hashing dalam aplikasi kriptografi. Hal ini menjamin bahwa data sensitif, setelah di-hash, tetap aman bahkan dari upaya dekripsi paling canggih sekalipun, menjadikan fungsi hash sebagai landasan protokol keamanan siber modern dan integritas blockchain.