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Qu’est-ce qu’un Hash?

22 juin 2020

Un hachage est le résultat d'une fonction de hachage, qui est une opération cryptographique générant des identifiants uniques et non répétables à partir d'informations données. Les hachages sont un élément clé de la technologie des chaînes de blocs et ont une grande utilité.

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Le nom « hash » est utilisé pour identifier une fonction cryptographique très importante dans le monde informatique. Ces fonctions sont principalement destinées à coder les données pour former une chaîne de caractères unique. Tout cela indépendamment de la quantité de données initialement saisies dans la fonction. Ces fonctions servent à garantir l’authenticité des données, à stocker les mots de passe en toute sécurité et à signer les documents électroniques.

Les fonctions de hachage sont largement utilisées dans la technologie blockchaine afin d’y ajouter de la sécurité. Bitcoin est un exemple clair de la façon dont les hachages peuvent être utilisés pour rendre possible la technologie de la cryptomonnaie.

Qu’est-ce qu’un Hash? Historique des fonctions de hachage

L’apparition de la première fonction de hachage remonte à 1961. À cette époque, Wesley Peterson a créé le « Cyclic Redundancy Check« . Il a été créé pour vérifier l’exactitude des données transmises sur les réseaux (tels qu’Internet) et sur les systèmes de stockage numérique. Facile à mettre en œuvre et très rapide, il a été accepté et est maintenant une norme industrielle. Avec l’évolution de l’informatique et des ordinateurs, ces systèmes sont devenus de plus en plus spécialisés.

Cela a permis la création de nouvelles et meilleures fonctions de hachage parmi lesquelles nous pouvons souligner :

  • MD2 : est l’une des premières fonctions de hachage cryptographique. Créé par Ronald Rivest, en 1989. Avec un haut niveau d’efficacité et de sécurité pour l’époque, elle était fondamentale dans la sécurité de l’Internet. Son évolution conséquente a conduit à la création de la fonction de hachage MD5. qui est toujours utilisé dans des environnements où la sécurité n’est pas une priorité.
  • RIPEMD : est une fonction de hachage cryptographique créée par le projet européen RIPE en 1992. Sa principale fonction était de remplacer la norme actuelle, la fonction de hachage MD4. Aujourd’hui, il est toujours considéré comme très sûr, notamment dans ses versions RIPEMD-160, RIPEMD-256 et RIPEMD-320.
  • SHA : la norme actuelle pour les hachages cryptographiques. Créée par la NSA en 1993, dans le cadre de son projet interne d’authentification des documents électroniques. Le SHA et ses dérivés sont considérés comme les fonctions de hachage les plus sûres à ce jour. Le SHA-256 présente un intérêt particulier car il est fondamental pour la technologie qui a rendu Bitcoin possible.

Fonctions de hachage – Comment fonctionnent-elles ?

Ces processus sont transférés à un logiciel informatique afin de les utiliser à partir de l’ordinateur lui-même. De là, nous pouvons prendre n’importe quelle série de données, les entrer dans la fonction et les traiter. L’objectif est d’obtenir une chaîne de caractères unique de longueur fixe pour les données saisies. En même temps, il est pratiquement impossible de mener à bien le processus inverse. C’est-à-dire qu’il est pratiquement impossible d’obtenir les données originales à partir d’un hachage déjà formé. En effet, le processus de création de hachis est un processus à sens unique.

Un exemple simple et quotidien de ce processus serait la fabrication d’un gâteau. Chacun des ingrédients du gâteau serait l’équivalent de la saisie des données. Le processus de préparation et de cuisson du gâteau, serait le processus de codage de ces données (ingrédients) par la fonction. À la fin, nous obtenons un gâteau aux caractéristiques uniques et uniques données par les ingrédients du gâteau. Alors que le processus inverse (ramener le gâteau à son état d’ingrédient initial), est pratiquement impossible à réaliser.

Un exemple visuel du processus peut être montré en utilisant les fonctions MD5 et SHA-256, dans deux cas d’utilisation différents.

Qu'est-ce qu'un hash

 

Une explication plus détaillée

En observant les deux cas d’utilisation, on peut constater ce qui suit :

La première saisie de données donne un seul hachage pour le MD5 et le SHA-256. Des résultats qui sont adaptés à la réalité de chacune de ces fonctions. Dans la deuxième entrée, une petite modification a été apportée au texte. Bien que minime, cela a complètement modifié le résultat des hachages pour le MD5 et le SHA-256.

Cela prouve que les hachages seront de toute façon uniques. Cela prouve que les hachages seront de toute façon uniques. Bien que cela ne soit pas impossible, un hacker pourrait passer des centaines d’années à traiter des données pour accomplir sa tâche.

Ce sont ces deux observations qui nous donnent la sécurité nécessaire pour utiliser cette méthode dans différentes zones sensibles. Les certificats numériques, les signatures uniques de documents sensibles ou secrets, l’identification numérique et le stockage de clés sont quelques cas d’utilisation. Mais cela ne s’arrête pas là, car la flexibilité et la sécurité de cette technologie la rendent idéale dans de nombreux domaines.

Qu’est-ce qu’un hash? Caractéristiques des fonctions de hachage

Parmi les principales caractéristiques des fonctions de hachage, on peut citer les suivantes :

  1. Ils sont faciles à calculer. Les algorithmes de hachage sont très efficaces et ne nécessitent pas une grande puissance de calcul pour fonctionner.
  2. Il est compressible. Cela signifie que, quelle que soit la taille de l’entrée, le résultat sera toujours une chaîne de longueur fixe. Dans le cas de SHA-256, la chaîne de caractères comportera 64 caractères.
  3. Opération de type avalanche. Toute modification minime de la saisie des données entraîne un hachage différent de la saisie initiale.
  4. Résistance faible et forte aux collisions. Elle fait référence au fait qu’il est impossible de calculer un hash, ce qui permet de trouver un autre hash comme celui-ci. Plus connue sous le nom de pré-image et de seconde pré-image, elle est le concept de base de la sécurité du hachage.
  5. Elles sont irréversibles. En pratique, il n’est pas possible de prendre un hachage et d’obtenir les données qui l’ont provoqué. C’est l’un des principes qui rendent les hashs sûrs.

Niveau de sécurité des fonctions de hachage

Les fonctions de hachage actuelles ont un niveau de sécurité élevé, ce qui ne signifie pas pour autant qu’elles sont infaillibles. Un bon exemple de cela est la fonction de hachage MD5. En principe, ses spécifications promettaient un très haut niveau de sécurité. Son utilisation s’est répandue sur l’internet en raison de la nécessité de disposer d’un système de hachage pour maintenir sa sécurité. Mais en 1996, la sécurité de la fonction a pu être rompue. Il est devenu obsolète et il a été recommandé d’en abandonner l’usage.

D’autre part, des fonctions comme le RIPEMD-160 et le SHA-256 sont si complexes que leur sécurité est toujours garantie. Par exemple, pour le SHA-256, on estime qu’il faudrait des milliers d’années pour rompre sa sécurité en utilisant les supercalculateurs actuels. Il en va de même pour le RIPEMD-160 et ses développements ultérieurs. Cela signifie que les deux fonctions offrent toujours un niveau de sécurité élevé et peuvent être utilisées sans problème.

Mais même si ces fonctions sont très sûres, cela ne signifie pas que d’autres options ne sont pas recherchées et développées. Cette évolution constante nous dit que nous disposerons toujours d’outils sûrs à utiliser dans tous les cas.

Les fonctions de hachage dans le monde de la blockchain

Parce qu’elles sont rapides, efficaces, peu coûteuses en termes de calcul et uniques, les fonctions de hachage sont largement utilisées dans la technologie des chaînes de blocs. Lorsque Satoshi Nakamoto a publié son whitepaper sur Bitcoin, il a expliqué pourquoi et comment utiliser le SHA-256 et le RIPEMD-160 dans Bitcoin. Depuis lors, la technologie des chaînes de blocs a beaucoup évolué, mais la base reste la même. Utiliser une cryptographie et des hachages puissants pour rendre la technologie très sûre, privée et même anonyme.

Parmi toutes les utilisations des fonctions de hachage en chaîne, les cas suivants peuvent être mis en évidence :

Création de l’adresse (Portefeuille d’adresses ou Address Wallet)

Les adresses des porte-monnaie cryptés, sont une représentation sécurisée des clés publiques du portefeuille. Les clés publiques sont généralement très longues et complexes. C’est pour cette raison que les chaînes de blocs utilisent des fonctions de hachage pour obtenir une adresse plus courte. Ce procédé est utilisé plusieurs fois pour raccourcir l’adresse et ajouter une couche de sécurité supplémentaire.

Dans Bitcoin, le processus de création d’une adresse de sac à main utilise les fonctions de hachage RIPEMD-160 et SHA-256. Ces deux éléments sont utilisés pour renforcer la sécurité du processus et le rendre unique et non reproductible.

Processus d’exploitation minière

Le processus d’extraction ou minage est une autre étape importante de la technologie blockchain où les fonctions de hachage sont utilisées. Dans Bitcoin, l’exploitation minière fait un usage intensif du calcul de hachage SHA-256 de manière distribuée dans chacun de ses nœuds. Les mineurs sont chargés de calculer des millions de hachages pour créer de nouveaux blocs de Bitcoin. Ce processus est également utilisé pour vérifier les transactions effectuées sur le réseau.

Bien que le processus de calcul des hachis soit très rapide, son utilisation intensive rend le processus considérablement plus difficile. Cela conduit les mineurs à utiliser une grande puissance de calcul pour résoudre les énigmes de Bitcoin. Lorsqu’ils les résolvent, les mineurs sont récompensés par 6,25 BTC par bloc. Cela représente près de 56.000 dollars (Juin 2020). Cette incitation financière est ce qui permet à l’ensemble du réseau Bitcoin de fonctionner et d’être en sécurité.

Contrats intelligents (Smart Contracts)

C’est un autre domaine où les fonctions de hachage sont très utilisées. Les chaînes de blocs comme Bitcoin, Ethereum, NEO ou TRON utilisent des contrats intelligents pour alimenter différentes applications. Ces applications sont gérées par un contrat public entre les parties. Cependant, une grande partie de ces données sont très sensibles, ou simplement trop d’informations pour être stockées dans une chaîne de blocs. La meilleure façon de résoudre ces scénarios est donc d’utiliser des fonctions de hachage.

Ainsi, l’ensemble du contrat est public, mais les informations liées ou celles que vous souhaitez garder privées ne sont pas publiées. Ces données peuvent comprendre les noms, les adresses, les adresses de portefeuille, les données des participants tiers. En d’autres termes, il s’agit d’une information privilégiée qui ne présente un intérêt que pour les parties concernées.

Les hachages sont également utilisés pour créer des versions des contrats. En d’autres termes, un marché public a un hash unique qui est donné par ce que dit le contrat. Si le contrat est modifié, le contrat précédent est résilié et un nouveau contrat est généré avec un nouveau hachage. De cette façon, le hachage détermine le contrat correct à utiliser dans l’application décentralisée, ce qui facilite le contrôle. Une autre utilisation des hachages dans les contrats intelligents est de marquer la validité et l’authenticité du contrat. Un exemple pourrait être un contrat de vente d’une maison avec un paiement effectué en monnaie cryptée.

L’exécution du contrat et son hachage seront des témoins inaltérables de la vente faite entre les parties.