SHA256 – алгоритм хеширования. Расшифровка хэша. Что лучше майнить на Асиках: обзор и замер хэшрейта Что такое хэш

Привет друзья.
В данной статье вы узнаете о том, что такое алгоритм SHA256, каковы его особенности и в основе каких криптовалют он заложен. Аббревиатура данного алгоритма расшифровывается как Secure Hashing Algorithm.

Sha256 алгоритм – это один из наиболее востребованных механизмов для шифрования данных, который входит в семейство алгоритмов SHA2. Эта категория криптографических алгоритмов была создана в середине 2002 года. Ее разработкой занималось Агентство национальной безопасности США.

В основу SHA 2 вошли более ранние виды хеш-функций, в частности созданная в 1995 году SHA1. По состоянию на 2019 год, семейство SHA 2 состоит из нескольких алгоритмы:

• SHA-224;

• SHA-256;

• SHA-384;

• SHA-512;

• SHA-512/256;

• SHA-512/224.

Последними обновлениями в семействе стали хеш-функции SHA-512/256 и SHA-512/224, которые появились в первом квартале 2012 года. Но в 3-м квартале 2012 года состоялся релиз алгоритмов 3-го пополнения – SHA 3, который стал более совершенным.

Как работает SHA 256

Algorithm Sha 256 выполняет функцию изменения (преобразования) любого рода информации в значения фиксированного размера по 256 бит или 32 байт. Эти значения называются цифровыми отпечатками. При дальнейшей работе полученные значения используются для расшифровки информации.

Больше информации о том, как работает алгоритм SHA-256 вы можете узнать в этом видео.

Майнинг sha 256

Если вы просмотрели видео, вы уже знаете, что SHA 256 – алгоритм хеширования биткоина. Стоит отметить, что на момент создания криптовалюты BTC, этот метод был одним из самых новых, поэтому использовал его в своем проекте.

В связи с тем, что в период с 2009 по 2011 году было создано много криптовалют, в основе которых был код биткоина, все они использовали тот самый алгоритм хеширования – SHA 256. Все эти криптовалюты можно добывать как с помощью специализированного оборудования, так и через видеокарты и центральные процессоры.

По мере роста цены BTC популярность его майнинга также возрастала. Поэтому, спустя время, появились компании-производители, которые начали создавать чипы, ориентированные на добычу криптовалют. Устройства, в основе которых находились эти чипы получили название ASIC (Application Specific Integrated Circuit).

В 2019 году, именно ASIC Miner пользуются наибольшей популярностью среди майнеров. Они более производительные и требуют меньше усилий для настройки, по сравнению с GPU-процессорами (видеокартами). Наиболее популярный производитель асиков – компания Bitmain, которая выпускает линейку Antminer. По состоянию на 2019 год, самые мощные устройства для добычи BTC и BCH это:

• T2 Turbo+ (T2T+) Miner от производителя Innosilicon;

• T2 Turbo (T2T) Miner от производителя Innosilicon;

• Antminer S9-Hydro от производителя Bitmain;

• Ebit E10 18T от производителя Ebang Communication;

• DragonMint T1 от производителя Halon Mining.

После того, как популярность начали приобретать криптовалюты на алгоритме Scrypt, компании начали производить устройства и для этих монет.

SHA256 – алгоритм, являющийся основой майнинга первой криптовалюты - Биткоина. Для работы с ним используется только специализированное оборудование ASIC (АСИКи) . Сейчас постоянно создаются новые криптовалюты на SHA256. Многим таким монетам стоит уделить внимание, но большая их часть – скамы. Это подтверждается тем, что у них нет ни официальных сайтов, ни сообществ. В этой статье собраны все монеты на SHA256.

Bitcoin (BTC)

Самая известная криптовалюта, созданная в 2009 году. Во многих странах мира признана и легализирована, включая США, Австралию, Великобританию, Японию, Канаду и др. Сейчас каждого интересует, но сделать это не так просто.

Peercoin (PPC)

Peercoin появился в 2012 году. Это уникальная монета, код которой создан на основе Биткоина, хотя она немного по-другому использует технологию. С помощью алгоритма SHA256 майнинг этой криптовалюты требует от пользователей меньших затрат в плане энергоресурсов. Она первой ввела систему Proof of Stake , обеспечивая безопасность в долгосрочной перспективе.

Unobtanium (Uno)

Еще одна уникальная децентрализованная криптовалюта SHA256 с открытым кодом. Она была получена в результате форка Биткоина в 2013 году . Она объединяется с BTC, благодаря чему создается надежная блокировка, в несколько раз быстрее, чем биткоин.

Namecoin (NMC)

Namecoin - это первый форк биткоина. Это один из самых продвинутых альткоинов. Экспериментальная технология позволила улучшить безопасность, децентрализацию и конфиденциальность. Майнеры BTC, майнят и NMC, что обеспечивает высокий уровень сложности.

BetaCoin (BET)

Еще одна открытая децентрализованная криптовалюта. К ее сети может подключиться любой желающий принять участие в развитии этой цифровой валюты.

Deutsche eMark (DEM)

Это криптовалюта на алгоритме SHA256, представляющая собой цифровую сесть. В ней два человека могут непосредственно передавать ценности, к примеру, деньги. Это позволяет не прибегать к услугам банков и фондовых бирж. Всего за несколько секунд технология блокчейн запускает транзакцию.

Terracoin (TRC)

Эта криптовалюта была получена в 2012 году в результате форка BTC. Во многом схожа с биткоином, но отличается более высокой скоростью подтверждения транзакций и улучшенными показателями безопасности. Это достигнуто за счет совмещения майнинга и механизма Dark Gravity Wave.

Ixcoin (IXC)

Децентрализованная криптовалюта с открытым исходным кодом. Это форк биткоина, созданный в 2011 году.

Joulecoin (XJO)

Основан на технологии биткоина и предназначен для быстрого подтверждения транзакций. Для хранения, покупки и продажи требуется наличие кошелька, который можно скачать на официальном сайте. http://www.jouleco.in/

Криптовалюта SHA256 – дополнительный список:

• PremineCoin
• Benjamins
• Unicoin
• Globe
• Snowcoin
• Zetacoin
• Ocoin
• Tekcoin и др.

Полезное видео

Предлагаем вам ознакомиться с этим видео:

Калькулятор для майнинга

Для того чтобы вычислить потенциальную прибыль, можно использовать калькулятор SHA256 для майнинга. Это простой и эффективный способ определить возможную сумму выигрыша и срок окупаемости оборудования. Среди таких сервисов:

SHA-256 представляет собой однонаправленную функцию для создания цифровых отпечатков фиксированной длины (256 бит, 32 байт) из входных данных размером до 2,31 эксабайт (2⁶⁴ бит) и является частным случаем алгоритма из семейства криптографических алгоритмов SHA-2 (Secure Hash Algorithm Version 2 ) опубликованным АНБ США в 2002 году.

Хеш-функции семейства SHA-2 построены на основе структуры Меркла - Дамгарда.

Исходное сообщение после дополнения разбивается на блоки, каждый блок - на 16 слов. Алгоритм пропускает каждый блок сообщения через цикл с 64 итерациями. На каждой итерации 2 слова преобразуются, функцию преобразования задают остальные слова. Результаты обработки каждого блока складываются, сумма является значением хеш-функции. Так как инициализация внутреннего состояния производится результатом обработки предыдущего блока, то нет возможности обрабатывать блоки параллельно. Графическое представление одной итерации обработки блока данных:

На текущий момент известны методы для конструирования коллизий до 31 итерации. Ввиду алгоритмической схожести SHA-2 с SHA-1 и наличия у последней потенциальных уязвимостей принято решение, что SHA-3 будет базироваться на совершенно ином алгоритме. 2 октября 2012 года NIST утвердил в качестве SHA-3 алгоритм Keccak.

Алгоритм расчёта отпечатка в виде псевдокода:

Пояснения:
Все переменные беззнаковые, имеют размер 32 бита и при вычислениях суммируются по модулю 232
message - исходное двоичное сообщение
m - преобразованное сообщение Инициализация переменных
(первые 32 бита дробных частей квадратных корней первых восьми простых чисел [от 2 до 19]):
h0:= 0x6A09E667
h1:= 0xBB67AE85
h2:= 0x3C6EF372
h3:= 0xA54FF53A
h4:= 0x510E527F
h5:= 0x9B05688C
h6:= 0x1F83D9AB
h7:= 0x5BE0CD19 Таблица констант
(первые 32 бита дробных частей кубических корней первых 64 простых чисел [от 2 до 311]):
k :=
0x428A2F98, 0x71374491, 0xB5C0FBCF, 0xE9B5DBA5, 0x3956C25B, 0x59F111F1, 0x923F82A4, 0xAB1C5ED5,
0xD807AA98, 0x12835B01, 0x243185BE, 0x550C7DC3, 0x72BE5D74, 0x80DEB1FE, 0x9BDC06A7, 0xC19BF174,
0xE49B69C1, 0xEFBE4786, 0x0FC19DC6, 0x240CA1CC, 0x2DE92C6F, 0x4A7484AA, 0x5CB0A9DC, 0x76F988DA,
0x983E5152, 0xA831C66D, 0xB00327C8, 0xBF597FC7, 0xC6E00BF3, 0xD5A79147, 0x06CA6351, 0x14292967,
0x27B70A85, 0x2E1B2138, 0x4D2C6DFC, 0x53380D13, 0x650A7354, 0x766A0ABB, 0x81C2C92E, 0x92722C85,
0xA2BFE8A1, 0xA81A664B, 0xC24B8B70, 0xC76C51A3, 0xD192E819, 0xD6990624, 0xF40E3585, 0x106AA070,
0x19A4C116, 0x1E376C08, 0x2748774C, 0x34B0BCB5, 0x391C0CB3, 0x4ED8AA4A, 0x5B9CCA4F, 0x682E6FF3,
0x748F82EE, 0x78A5636F, 0x84C87814, 0x8CC70208, 0x90BEFFFA, 0xA4506CEB, 0xBEF9A3F7, 0xC67178F2 Предварительная обработка:
m:= message ǁ [единичный бит ]
m:= m ǁ , где k - наименьшее неотрицательное число, такое что
(L + 1 + K) mod 512 = 448, где L - число бит в сообщении (сравнима по модулю 512 c 448)
m:= m ǁ Длина (message) - длина исходного сообщения в битах в виде 64-битного числа с порядком байтов от старшего к младшему Далее сообщение обрабатывается последовательными порциями по 512 бит:
разбить сообщение на куски по 512 бит
для каждого куска разбить кусок на 16 слов длиной 32 бита (с порядком байтов от старшего к младшему внутри слова): w Сгенерировать дополнительные 48 слов:
для i от 16 до 63
s0:= (w rotr 7) xor (w rotr 18) xor (w shr 3)
s1:= (w rotr 17) xor (w rotr 19) xor (w shr 10)
w[i] := w + s0 + w + s1
Инициализация вспомогательных переменных:
a:= h0
b:= h1
c:= h2
d:= h3
e:= h4
f:= h5
g:= h6
h:= h7 Основной цикл:
для i от 0 до 63
Σ0:= (a rotr 2) xor (a rotr 13) xor (a rotr 22)
Ma:= (a and b) xor (a and c) xor (b and c)
t2:= Σ0 + Ma
Σ1:= (e rotr 6) xor (e rotr 11) xor (e rotr 25)
Ch:= (e and f) xor ((not e) and g)
t1:= h + Σ1 + Ch + k[i] + w[i] h:= g
g:= f
f:= e
e:= d + t1
d:= c
c:= b
b:= a
a:= t1 + t2 Добавить полученные значения к ранее вычисленному результату:
h0:= h0 + a
h1:= h1 + b
h2:= h2 + c
h3:= h3 + d
h4:= h4 + e
h5:= h5 + f
h6:= h6 + g
h7:= h7 + h Получить итоговое значения хеша:
digest = hash = h0 ǁ h1 ǁ h2 ǁ h3 ǁ h4 ǁ h5 ǁ h6 ǁ h7

Алгоритм используется:

• Bitcoin  - эмиссия криптовалюты через поиск отпечатков с определёнными рамками значений
• DNSSEC  - дайджесты DNSKEY
• DSA  - используется для создания электронной цифровой подписи
• IPSec  - в протоколах ESP и IKE
• OpenLDAP  - хеши паролей
• PGP  - используются для создания электронной цифровой подписи
• S/MIME  - дайджесты сообщений
• SHACAL-2  - блочный алгоритм шифрования
• X.509  - используются для создания электронной цифровой подписи сертификата

Известно, что криптовалюты генерируются путем майнинга, он же является основным моментом в создании защиты сети блокчейн. Майнинг криптовалют основан на использовании алгоритма хеширования SHA-2. Благодаря этому алгоритму производится добыча основной криптовалюты Bitcoin и обеспечивается его безопасность. SHA-2 также используется для майнинга альткоинов: Bitcoin Cash, Bitcoin Gold, Litecoin Cash, Auroracoin и других. На алгоритме SHA-2 базируются некоторые протоколы передачи защищенной информации, TLS, SSH, PGP, в том числе протоколы TCP/IP для передачи данных в Интернете.

Алгоритм безопасного хеширования SHA-2 (Secure Hash Algorithm Version 2) представляет собой совокупность криптографических хеш-функций, направленных на шифрование информации с целью ее защиты. Одной из хеш-функций алгоритма SHA-2 является SHA-256, которая используется для майнинга криптовалют.

Как и любая хеш-функция, SHA-256 представляет собой часть программного кода, которая преобразует входящую информацию в последовательность определенной длины, состоящую из букв и цифр. Этот процесс преобразования называется хешированием (от англ. hashing – рубить, запутывать).

Особенности протокола SHA-256

Хеш-функция алгоритма SHA-2 основана на структуре Меркла-Дамгарда, которая названа в честь ее создателей. Метод построения криптографической хеш-функции заключается в разбиении входной информации на блоки одинакового размера, а каждого блока на шестнадцатеричное число, с которым можно выполнять математические действия. Применив к ним хеш-функцию, в результате 64 или 80 итераций (повторяющейся обработки данных), на выходе получаем хеш-сумму - последовательность заданной длины из букв и цифр, именуемую также хешем, образом, слепком, хеш-кодом.

Последующий блок, согласно применяемому методу, начинает обрабатываться только после получения выхода предыдущего. И если во входящую информацию внести самое незначительное изменение, хеш уже будет не тот. При одинаковых значениях хеш-функции в разных блоках информации может возникнуть коллизия (конфликт в работе хеш-функции). Поскольку хеш-функции в процессе добычи криптовалют подтверждают неизменность входящей информации, то в случае быстрого нахождения коллизии сразу же дискредитируется надежность и безопасность всей сети блокчейн. К примеру, цифровая подпись создается с помощью хеш-функции. В случае обнаружения коллизии эту подпись можно подделать. Для вычисления коллизии применяется метод вычислительной сложности полный перебор, который повышает криптостойкость хеш-функции и пока считается самым быстрым.

Чистоту работы алгоритма, т.е. его работу без коллизий, определяет четыре нормативных требования:

1. При изменении входящей информации хеш-сумма должна измениться.

2. В процессе хеширования необходимо получить уникальную хеш-сумму.

3. Хеши должны быть необратимы, т.е. можно работать с входящей информацией, но нельзя выполнить обратный процесс.

4. Должна быть максимально усложнена генерация ключа с помощью хеширования.

Каждый узел одноранговой сети криптовалюты должен «выловить» из транзакций в сети интересующую его (прежде всего, суммой комиссионных) транзакцию, и провести ее верификацию: проверить вход, выход и подлинность электронной подписи. Затем начать формировать блок заданной емкости, для Bitcoin - 1Мб. Кроме версии и времени создания блок включает хеш входящих в него транзакций, хеш предыдущего блока, nonce и bits – специальные параметры, которые выражают условие для создания уникального хеша. Вместе они подвергаются многократному хешированию и генерируют хеш заглавия формируемого блока, который станет его выходом, а для последующего блока входом.

Представим, что в начале хеша должно быть определенное количество нулей, например, nonce =18. Найти такой хеш невероятно сложно, используя метод перебора. Но это-то как раз и гарантирует защищенность информации в сети блокчейн. Для генерации хеша блока потребуется просто гигантское количество переборов чисел. Но как только число найдено, оно передается по узлам сети вместе с готовым блоком и полученным хешем с 18 нулями. Каждый участник сети проверяет хеш, склеивая число с данными из блока. Если протокол Proof of Work реализован, блок устанавливается в конце самой длинной ветки блокчейна.

В 2003 году протокол впервые попал под прожектор внимания специалистов. Его исследованием были заняты команды разработчиков по всему миру. Основным вектором работы был поиск уязвимостей, однако вплоть до 2008 года никто не мог обнаружить ни одной проблемы. Впервые сделать прорыв удалось специалистам из Индии. В ходе их исследований было выявлено 22 уязвимости, для которых впоследствии были предложены варианты решения.

Технические данные SHA-256

Размер блока в байтах – 64.

Максимальная длина сообщения в байтах – 33.

Дайджест сообщений в байтах – 32.

Размер слова из расчета в байтах – 4.

Внутреннее положение (длина) в байтах – 32.

Максимальное число итераций из расчета за один цикл – 64.

Удельная скорость протокола (MiB/s) ≈ 140.

Метод работы алгоритма SHA-256 подразумевает деление начального показателя после внесения в него каких-либо коррективов на блоки. Последние, в дальнейшем, претерпевают деление на 16 слов.

Битовые операции протокола представлены следующим образом:

and - смысловое значение «и»;

shr - отображает перемещение выбранного значения на заданное количество бит вправо;

rots - основным значением является принудительный циклический сдвиг;

|| - позволяет соединять линейные структуры (основным элементов, на которое оказывается воздействие, являются строки);

xor - значение, ввод которого устраняет команду «или»;

Стандартное соединение значений (прибавление).

Представленный набор операций можно назвать стандартным – в нем отсутствуют какие-либо особенные функции, которые бы выделялись из общего числа.

Важно! Высокий уровень изученности алгоритма стал опорой для его продвижения в программировании. Доказательством доверия является официальное разрешение со стороны правительства США на применение SHA-256 в качестве алгоритма для защиты информации.

Для его работы, в противовес алгоритму Scrypt, требуется меньше вычислительной мощности. Однако SHA-256 представляется чрезмерно простым для обхода со стороны асиков. Соответственно, алгоритм является прямой угрозой децентрализации криптовалют. На фоне представленных данных, Scrypt выглядит более современным и эффективным решением.

Подводим итоги

Таким образом, вполне вероятно, что Scrypt и прочие более современные алгоритмы в ближайшем будущем смогут потеснить SHA-256, который занимает более трети от общего рыночного объема на данный момент. Уже много криптовалют используют для майнинга или .

SHA-256 алгоритм для майнинга. Техническая основа криптовалюты на данный момент вызывает интерес у многих, кто интересуется таковыми. Не все знакомы с таким понятием, как «криптография». Понять всё что происходит в так называемом Bitcoin-протоколе очень сложно. Но мы все-таки попытаемся сделать это простыми словами.

Алгоритм хеширования SHA 256

Каждый пользователь, который работает с интернетом, даже понятия не имеет, что работает с этим алгоритмом ежедневно, ежесекундно. Каждый интернет-ресурс защищается сертификатом SSL, посещение которого возможно только при работе с алгоритмом SHA-256.

Классический алгоритм SHА-256 выстраивает весь Биткоин-майнинг. Отсюда происходит и майнинг других криптографических валют (альткоинов).

SHA-256 - криптографическая хэш-функция. Основная задача: хэширование данных (произвольный набор) в определенное значение длины («отпечатка»).

Используя , задача решается при помощи специализированного процессора и видеокарты. При помощи интерфейса программы пользователи следят за преобразовательными процессами. Фактически алгоритм подбирает правильное значение хэша.

Сложность майнинга как раз заключается в том, что подобрать правильный хэш (решить определенную задачу) возможно только при помощи перебора множества задач. Придется найти не просто какой-нибудь хэш, а число, в самом начале которого находится определенное количество нулей. Шансов того, что значение будет правильным, очень и очень мало. То есть, ключевой параметр - сложность, которая задается майнинг-пулом.

Майнинг SHA 256

Не нужно быть специалистом для того, чтобы понимать всю сложность хэширования при работе протокола SHА-256. Соответственно, майнерам приходится задействовать просто невероятно мощное оборудование, которое будет способно решать вышеуказанные задачи.

Чем больше задействовано вычислительных мощностей, тем больше скорость добычи цифровых монет.

Отдельно стоит отметить, что майнинг — это функция, которой занимаются очень многие специалисты. И, естественно, программное обеспечение у них может быть куда более производительным. Расстраиваться не стоит, так как процесс хэширования иногда больше похож на лотерею.

Алгоритм SHА-256 в майнинге реализуется на каждом . А вот ASIC-оборудование для остальных алгоритмов только разрабатывается.

Алгоритм SHA-256 присутствует в процессе добычи не только биткоинов, но и других криптовалют.

Очень активно сегодня набирают популярность криптовалюты, реализованные на основе алгоритма SHA-256: Peercoin, Namecoin, Terracoin, Tekcoin, Ocoin, Zetacoin, PremineCoin и другие.

Работа алгоритма SHА-256 является довольно сложной для понимания, поэтому лучше сконцентрироваться на способах и эффективных стратегиях добычи криптовалюты, чем пытаться анализировать сам алгоритм.