Crypto : à quoi correspondent les fonctions de hachage ?
La blockchain est une technologie inhérente aux crypto-monnaies. Différentes techniques sont utilisées : le minage, les consensus et les fonctions de hachage. Ce sont des opérations essentielles aux cryptos qui permettent une grande sécurité, confidentialité et authenticité de la blockchain. Mais comment fonctionnent elles ?
Qu’est ce que le hachage ?
Le hachage correspond à la conversion d’une chaîne à longueur variable en une valeur moindre, fixe, en utilisant des algorithmes mathématiques. Cette opération, inhérente au minage, confère un très haut niveau de sécurité sur la blockchain.
La fonction de hachage (hash function) est une opération mathématique et cryptographique qui permet d’effectuer une empreinte numérique (hash) ou une signature qui permet de confirmer :
- l’identité de l’émetteur et du récepteur
- le contexte
- la somme de la transaction
Comment fonctionne le hachage ?
Pour comprendre comment fonctionnent les fonctions de hachage, il est impératif de comprendre la technologie sur laquelle se base cette opération : la blockchain. Mais il est également important de comprendre le minage, car le hachage est essentiel aux différents consensus de minage.
La blockchain
La blockchain est une technologie qui permet de stocker une base de données de manière décentralisée. Aucune intervention d’un tiers de confiance ou étatique est nécessaire. On compare souvent la blockchain à un grand livre comptable car elle enregistre toutes les écritures et transactions effectuées dessus.
On utilise cette technologie dans les systèmes de crypto-monnaies pour conserver la confidentialité des utilisateurs. Chaque émetteur et récepteur doivent être authentifié afin de sécuriser les échanges mais également d’éviter toute activité frauduleuse.
La blockchain est une technologie, utilisée dans des secteurs variés comme la banque ou l’agroalimentaire, qui permet de retracer l’historique entier d’une transaction, dans le but que l’information soit transparente. Pour cela, les mineurs exercent une validation de chaque transaction.
Le minage et les consensus
Pour garantir la sécurité lors des transferts d’informations, toutes les transactions sont validées par les mineurs. La particularité des crypto-monnaies : le réseau pair-à-pair (peer-to-peer ou P2P). Tous les mineurs et noeuds (ordinateurs connectés en permanence) enregistrent l’état actuel de la blockchain.
Le minage peut-être effectué selon 2 consensus, qui relève chacun des avantages ainsi que des inconvénients :
- Proof of Work (PoW ou preuve de travail)
- Proof of Stake (PoS ou preuve d’enjeu)
Pour les fonctions de hachage, c’est le consensus PoW qui sera le plus important, car il met en grande évidence l’empreinte numérique ou hash effectuée par les mineurs utilisant la puissance de calcul, afin de résoudre des problèmes mathématiques complexes.
Les fonctions de hachage
Les fonctions de hachage utilisent le principe de déterminisme, c’est-à-dire que si plusieurs transactions ont exactement la même entrée, alors elles auront également la même sortie, et cela de manière automatique.
Sur le graphique ci-dessus, il est représenté plusieurs fonctions de hachage avec des entrées et des sorties différentes. Sur les 4 fonctions ci-dessus, 2 entrées sont identiques donc leurs sorties le seront également.
- 2 entrées “BLOCKCHAIN”
- 1 entrée “blockchain”
- 1 entrée “Blockchain”
Comme vous pouvez le remarquer, le déterminisme insiste sur le fait que pour que plusieurs entrées génèrent des sorties identiques, il faut que l’entrée soit exactement la même : majuscules, chiffres, caractères identiques.
Le principal but de la fonction de hachage est de garantir une très haute sécurité au sein de tous les blocs formant la blockchain. Pour cela, il y a 3 propriétés essentielles à ces fonctions qui permettent de définir le degré de sécurité : une résistance à la collision, une résistance à la préimage et une résistance à la seconde préimage.
- La résistance à la collision
Lorsque plusieurs entrées sont identiques comme dans l’exemple ci-dessus, il est tout à fait normal que les sorties générées soient également identiques. Cette propriété énonce qu’il est impossible pour deux entrées différentes de générer une même sortie, c’est ce qu’on appelle une collision.
Il faut partir du principe que plus une entrée est difficile à trouver, plus la fonction de hachage sera sécurisée.
- La résistance à la préimage
Cette propriété énonce une fonction à sens unique. En mathématiques, cela signifie qu’elle est facilement calculable à partir de la fonction, mais si vous partez de l’image de celle-ci, il vous sera difficile de retrouver la fonction de base. Il faudra réaliser des millions de calculs pour espérer trouver le résultat.
La fonction de hachage sera considérée comme sécurisée, si et seulement si la probabilité de trouver l’entrée qui a généré une sortie particulière, est faible.
- La résistance à la seconde préimage
Cette propriété est un mélange des deux précédentes. En effet, la résistance à la seconde préimage signifie qu’il faut qu’un individu lambda trouve une entrée spécifique qui provoque la même sortie, qu’une autre entrée déjà existante, que l’individu connaît.
Pourquoi est-ce que le hachage est important ?
Les fonctions de hachage sont essentielles au minage des crypto-monnaies. En effet, ce sont elles qui relient, groupent et condensent les transactions par le biais de la puissance de calculs mathématiques. Les fonctions permettent également de créer des liens cryptographiques entre chaque bloc ce qui permet de créer la blockchain. Le hachage est donc un pilier fondateur de la crypto sécurité.