دالة التجزئة

ما هي دالة التجزئة (Hash Function)؟

تُنشئ دوال التجزئة قيمة تجزئة ذات حجم ثابت من مُدخل معاملة متغير الحجم. ودالة التجزئة هي سلسلة متكررة من العمليات المحددة التي يمكن استخدامها لتحويل تدفق بيانات عشوائي متغير الطول إلى قيمة ذات طول وصيغة ثابتين، تُعرف باسم "قيمة التجزئة" (hash).

خصائص دوال التجزئة

تستخدم دوال التجزئة عادة هياكل بيانات في الأنظمة الحاسوبية لأغراض مثل التحقق من سلامة الرسائل والتحقق من صحة المعلومات. وتُعتبر "ضعيفة" من الناحية التشفيرية لأنه يمكن حلها في زمن كثير الحدود، إلا أنه لا يمكن فك تشفيرها بسهولة.

وتضيف دوال التجزئة التشفيرية خصائص أمنية إلى دوال التجزئة العادية، مما يزيد من صعوبة تحديد محتوى الرسالة أو المعلومات المتعلقة بالمرسِل والمستقبِل. وتتميز دوال التجزئة على وجه الخصوص بالخصائص التالية:

1. ينبغي أن يكون حساب المخرجات من أي مُدخل معين أمرًا بسيطًا، بينما يكون عكس هذه العملية لحساب المُدخل من نتيجة معروفة أمرًا شبه مستحيل.

2. الحتمية (Determinism)، وتعني أن تغذية مُدخل معين إلى خوارزمية ما يجب أن تؤدي دائمًا إلى النتيجة نفسها.

3. مقاومة التصادم، إذ يجب أن يكون من غير المرجح للغاية أن يُنتج مُدخلان مختلفان المخرج نفسه.

4. تأثير الانهيار الجليدي (Avalanche Effect)، وينص على أن تغيير جزء واحد فقط من البيانات في المُدخل يجب أن يؤدي إلى مخرج مختلف تمامًا.

كما تلعب دوال التجزئة دورًا مهمًا في تعدين عملات الكريبتو القائمة على إثبات العمل، مثل بيتكوين (BTC) التي تستخدم دالة التجزئة SHA-256. ويجب على المعدّنين أولًا إنتاج قيمة تجزئة أقل من حد معين يُعرف باسم "الهدف" (target) لإضافة كتلة جديدة إلى البلوكتشين والحصول على مكافأتهم من بيتكوين المُعدَّنة حديثًا.

ونظرًا لأن قيم التجزئة عشوائية زائفة، ومن المستحيل توقع مخرجات أي مُدخل قبل تمريره عبر دالة التجزئة، لا يمكن للمعدّنين إنشاء عملات بيتكوين جديدة من العدم، بل يجب عليهم إثبات العمل الذي قاموا به.