Keccak-256

Keccak 256: Глубокое погружение в хеш функцию Ethereum

Keccak-256 – это криптографическая хеш-функция, играющая ключевую роль в безопасности и функционировании многих блокчейн-систем, наиболее заметно – Ethereum. В отличие от более распространенного алгоритма SHA-256, Keccak-256 обладает уникальными свойствами и архитектурой. Эта статья предназначена для новичков и предоставит всесторонний обзор Keccak-256, его принципов работы, преимуществ, недостатков и применения в контексте криптовалют и, в частности, криптофьючерсов.

Что такое хеш функция?

Прежде чем углубляться в детали Keccak-256, важно понять, что такое хеш-функция в целом. Хеш функция – это математический алгоритм, который преобразует входные данные произвольного размера в выходные данные фиксированного размера, называемые хешем или дайджестом. Ключевые свойства хеш-функции включают:

**Детерминированность:** Один и тот же вход всегда выдает один и тот же хеш.
**Быстрота вычисления:** Вычисление хеша должно быть эффективным.
**Необратимость:** Невозможно (или вычислительно очень сложно) восстановить исходные данные по хешу.
**Устойчивость к коллизиям:** Сложно найти два разных входа, которые дают один и тот же хеш. (Это называется коллизия.)

Хеш-функции используются в различных приложениях, включая проверку целостности данных, создание цифровых подписей и, конечно же, в блокчейн-технологиях.

История Keccak и выбор Ethereum

Keccak-256 не был выбран Ethereum случайно. В 2015 году, когда Виталик Бутерин и команда Ethereum искали подходящую хеш-функцию для своего блокчейна, они провели тщательный анализ различных кандидатов, включая SHA-3, который был выбран Национальным институтом стандартов и технологий США (NIST) в качестве нового стандарта хеширования. Однако Keccak-256, представленный Guido Bertoni, Joan Daemen, Michaël Peeters и Gilles Van Assche, имел несколько преимуществ, которые сделали его более привлекательным для Ethereum:

**Устойчивость к атакам:** Keccak-256 показал высокую устойчивость к различным типам атак, включая дифференциальный и линейный криптоанализ.
**Гибкость:** Keccak – это целое семейство хеш-функций, различающихся по размеру выходного хеша. Это позволяет использовать один и тот же алгоритм для разных целей.
**Производительность:** Keccak-256, хотя и не является самой быстрой хеш-функцией, обеспечивает приемлемую производительность для приложений Ethereum.

В конечном итоге, команда Ethereum решила использовать Keccak-256 в качестве своей основной хеш-функции, что привело к его широкому распространению и признанию в крипто-сообществе. Важно отметить, что в реализации Ethereum используется слегка модифицированная версия Keccak-256, известная как SHA3-256, но принципы остаются теми же.

Принцип работы Keccak-256

Keccak-256 отличается от традиционных хеш-функций, таких как SHA-256, своей внутренней структурой, основанной на концепции "губки". Этот процесс можно разделить на следующие этапы:

1. **Padding (Дополнение):** Входные данные дополняются таким образом, чтобы их длина была кратна определенному размеру блока. Это необходимо для обеспечения правильной работы алгоритма. 2. **Absorbing Phase (Фаза поглощения):** Дополненные данные разбиваются на блоки фиксированного размера. Каждый блок подвергается XOR-операции с частью внутреннего состояния Keccak (ширина 1600 бит). Затем применяется раунд преобразования, который перемешивает данные внутри состояния. Этот процесс повторяется для каждого блока входных данных. 3. **Squeezing Phase (Фаза выдавливания):** После обработки всех входных данных, Keccak начинает выдавать хеш. В каждом раунде из внутреннего состояния извлекается часть данных, которая добавляется к выходному хешу. Этот процесс повторяется до тех пор, пока не будет получено хеш нужной длины (256 бит в случае Keccak-256).

Ключевым элементом Keccak является функция раунда, которая состоит из пяти шагов:

**Theta (Θ):** Перемешивает биты внутри состояния по горизонтали и вертикали.
**Rho (Ρ):** Выполняет нелинейные преобразования битов.
**Pi (Π):** Перемешивает биты между столбцами и строками состояния.
**Chi (Χ):** Еще один этап нелинейного преобразования.
**Iota (Ι):** Добавляет константы раунда к состоянию.

Эти шаги повторяются несколько раз в каждом раунде, обеспечивая высокую степень перемешивания и диффузии данных.

Keccak-256 в Ethereum: Применение

В Ethereum Keccak-256 используется для нескольких ключевых целей:

**Хеширование блоков:** Каждый блок в блокчейне Ethereum содержит хеш предыдущего блока, что создает цепочку блоков, обеспечивающую целостность данных. Keccak-256 используется для вычисления этого хеша.
**Хеширование транзакций:** Каждая транзакция в Ethereum также хешируется с помощью Keccak-256. Это позволяет идентифицировать транзакцию и проверить ее подлинность.
**Создание адресов:** Адреса Ethereum (публичные ключи) генерируются из хеша публичного ключа с использованием Keccak-256.
**Merkle Trees (Деревья Меркла):** Keccak-256 используется для построения Деревьев Меркла, которые позволяют эффективно проверять целостность большого набора данных.
**Смарт-контракты:** Внутри смарт-контрактов Keccak-256 используется для различных целей, таких как проверка данных и генерация уникальных идентификаторов.

Преимущества и недостатки Keccak-256

Как и любая криптографическая функция, Keccak-256 имеет свои преимущества и недостатки.

- Преимущества:**

**Высокая безопасность:** Keccak-256 демонстрирует высокую устойчивость к известным криптографическим атакам.
**Гибкость:** Семейство Keccak позволяет использовать различные размеры выходного хеша для разных задач.
**Широкое распространение:** Широкое использование в Ethereum делает Keccak-256 хорошо изученным и проверенным алгоритмом.
**Поддержка аппаратного ускорения:** Существуют аппаратные реализации Keccak-256, которые позволяют ускорить вычисление хеша.

- Недостатки:**

**Производительность:** Keccak-256 может быть медленнее, чем некоторые другие хеш-функции, такие как SHA-256, особенно на определенных платформах.
**Сложность реализации:** Внутренняя структура Keccak-256 сложнее, чем у некоторых других хеш-функций, что может затруднить его реализацию.
**Зависимость от Ethereum:** Хотя Keccak-256 используется и в других проектах, его популярность тесно связана с Ethereum.

Keccak-256 и криптофьючерсы

В контексте криптофьючерсов, Keccak-256 играет важную роль в обеспечении безопасности и целостности данных, связанных с контрактами на фьючерсы. Например:

**Идентификация контрактов:** Хеш Keccak-256 используется для уникальной идентификации каждого контракта на фьючерсы.
**Проверка данных:** Keccak-256 может использоваться для проверки целостности данных, используемых в контрактах на фьючерсы, таких как цены, объемы торгов и позиции трейдеров.
**Создание доказательств:** Keccak-256 может использоваться для создания криптографических доказательств, которые подтверждают правильность выполнения операций с фьючерсами.
**Оракулы:** Оракулы, предоставляющие данные о ценах на фьючерсы, могут использовать Keccak-256 для обеспечения целостности передаваемых данных.

Понимание принципов работы Keccak-256 важно для трейдеров и разработчиков, работающих с криптофьючерсами, поскольку это позволяет им лучше оценить риски и возможности, связанные с использованием этой технологии. Знание хеш-функций в целом и Keccak-256 в частности, поможет лучше понимать безопасность и надежность торговых платформ и контрактов.

Заключение

Keccak-256 – это мощная и безопасная криптографическая хеш-функция, играющая ключевую роль в инфраструктуре Ethereum и других блокчейн-систем. Понимание ее принципов работы, преимуществ и недостатков важно для всех, кто интересуется криптографией, блокчейном и, в частности, рынком криптофьючерсов. Несмотря на некоторые недостатки, Keccak-256 остается одним из наиболее надежных и широко используемых алгоритмов хеширования в мире криптовалют. По мере развития блокчейн-технологий и появления новых угроз, Keccak-256, вероятно, будет продолжать адаптироваться и совершенствоваться, чтобы обеспечивать безопасность и целостность данных в будущем.

Платформа	Особенности фьючерсов	Регистрация
Binance Futures	Плечо до 125x, USDⓈ-M контракты	Зарегистрироваться
Bybit Futures	Вечные обратные контракты	Начать торговлю
BingX Futures	Торговля по копиям	Присоединиться к BingX
Bitget Futures	Контракты с гарантией USDT	Открыть счет
BitMEX	Криптовалютная платформа, плечо до 100x	BitMEX

Keccak-256

Содержание

Что такое хеш функция?

История Keccak и выбор Ethereum

Принцип работы Keccak-256

Keccak-256 в Ethereum: Применение

Преимущества и недостатки Keccak-256

Keccak-256 и криптофьючерсы

Заключение

Дополнительные ресурсы

Рекомендуемые платформы для торговли фьючерсами

Присоединяйтесь к нашему сообществу

Участвуйте в нашем сообществе

Навигация