Was ist der SHA-256-Algorithmus und welche Top-SHA-256-Coins kann man schürfen?

SHA-256 verstehen

Die National Security Agency (NSA) der Vereinigten Staaten hat die Familie der kryptografischen Hash-Funktionen Secure Hashing Algorithm (SHA) entwickelt. Einfach ausgedrückt ist eine Hash-Funktion ein mathematischer Algorithmus, der eine Eingabe (beliebige Daten, wie eine Datei oder ein Passwort) akzeptiert und den Hash-Wert, auch bekannt als Digest, als Zeichenkette fester Länge ausgibt.

SHA-256 kam als Ersatz für den einst weit verbreiteten SHA-1-Algorithmus. Es wurden Fehler in seinem Code entdeckt, und er war unsicher. Da sich die Technologie im Laufe der Zeit weiterentwickelte, wurde es für Angreifer schwierig, den SHA-256-Algorithmus auszunutzen und die Integrität der gehashten Daten zu gefährden.

Die Bit-Größe des Hash-Outputs wird durch SHA-256 angegeben. Er erzeugt einen Hash-Wert, der 256 Bit lang ist, und bietet einen wesentlich größeren Suchraum als die vorherige Version (SHA-1). Dies bedeutet, dass es rechnerisch unmöglich ist, die ursprüngliche Eingabe aus der Hashrate zu ermitteln.

Schrittweise Funktionsweise von SHA-256

Runden sind eine Abfolge mathematischer Operationen, die SHA-256 zur Verarbeitung der Eingabedaten verwendet. Vorverarbeitung der Daten, Nachrichtenexpansion und Nachrichtenkompressionsfunktion gehören zu den Schritten, aus denen jede Runde besteht. Die Hauptschritte des SHA-256-Algorithmus sind wie folgt:

• Vorbereitung der Daten
  

Die Länge der ursprünglichen Nachricht in Bits wird nach Hinzufügen eines Bits, gefolgt von Nullen, hinzugefügt, um sicherzustellen, dass die Eingabedaten auf 512 Bits erweitert werden.

• Nachrichtenexpansion
  

Mittels einer Reihe von logischen Operationen wird der 512-Bit-Eingabeblock in 16 32-Bit-Wörter aufgeteilt. Diese Wörter werden dann zu 64 32-Bit-Wörtern erweitert.

• Nachrichtenkompression
  

Nach der Expansion wird der 64-Wort-Nachrichtenblock in 64 Runden verarbeitet, die jeweils aus folgenden Schritten bestehen:

• Ermitteln der Rundenkonstante
  

Abhängig davon, wo sich die Runde in der Reihenfolge befindet, wird für jede Runde ein anderer 32-Bit-Konstantenwert generiert.

• Bestimmen, wann Nachrichten gesendet werden sollen
  

Basierend auf der Rundungskonstante und dem 64-Wort-Nachrichtenblock wird ein Nachrichtenplan mit 64 Einträgen erstellt.

• Aktualisieren der Arbeitsvariablen
  

Um die Arbeitsvariablen, acht 32-Bit-Wörter, die zur Speicherung von Zwischenwerten während des Hashing-Prozesses verwendet werden, zu aktualisieren, werden eine Reihe von logischen Berechnungen und der Nachrichtenplan verwendet.

• Durchführen der Hash-Wert-Berechnung
  

Der 256-Bit-Hash-Wert wird durch Kombination der Endergebnisse der Arbeitswerte nach Abschluss aller 64 Zyklen generiert.

Was sind die Merkmale von SHA-256?

Die Nachrichtenlänge, die Digest-Länge und die Unumkehrbarkeit sind die drei Hauptmerkmale des SHA-256-Algorithmus.

• Digest-Länge

Eine kryptografische Hash-Funktion, die auf Daten angewendet wird, erzeugt einen Hash-Digest mit einer Länge von 256 Bits. Sie können größere Digests und SHA-512 verwenden, wenn Sie ein SSL-Zertifikat auf Ihrem Server installieren. SHA-512 ist sicherer, aber da es mehr Berechnungen und Rechenleistung erfordert, wird es für die meisten Systeme nicht empfohlen.

• Kryptografische Hash-Funktion

Die Hash-Funktion SHA-256 generiert eine Ausgabe fester Größe (Hash-Wert) aus einer Eingabe (Nachricht). Da jede eindeutige Eingabe eine eindeutige, zufällig erscheinende Ausgabe erzeugt, ist es sehr schwierig, den ursprünglichen Text aus dem Hash-Wert abzuleiten.

• Feste Ausgabelänge

Ein Hash-Wert von 256 Bits (32 Bytes) wird von SHA-256 erzeugt. Die zuverlässigen und einheitlichen Ergebnisse erleichtern den effektiven Datenvergleich und die Integritätsprüfung.

• Kollisionsresistent

Die Unfähigkeit, aus zwei Eingabewerten denselben Hash-Output zu erzeugen, macht ihn kollisionsresistent. Dies garantiert, dass jedem Block im Blockchain-Ledger ein eindeutiger Hash-Wert zugewiesen wird.

• Preimage-Resistenz

Ein Hash-Wert verhindert die Neuerstellung der Eingabe. Dies garantiert, dass Miner beim Bitcoin Proof of Work gezwungen sind, die Brute-Force-Methode anzuwenden, um sicherzustellen, dass die Arbeit abgeschlossen wird, anstatt zu versuchen, den Wert des Nonce zu erraten, indem der akzeptable Hash zurück in die Eingabe umgewandelt wird.

Dominanz von ASICs bei SHA-256

Es ist wichtig zu bedenken, dass der SHA-256-Hashing-Algorithmus nie dazu gedacht war, leistungsstarken Computern standzuhalten. Die Debatte über ASIC-Resistenz in Blockchain-Netzwerken begann lange nach der Veröffentlichung von Bitcoin.

Im Jahr 2009 erschien das Bitcoin-Netzwerk zum ersten Mal und unterstützte nur CPUs. Infolgedessen hatte jeder, der Netzwerke minte, eine gerechte Regelung. Das Netzwerk wurde durch die Einführung von GPUs, FPGAs und ASICs beeinflusst.

Folglich haben billigere Optionen wie CPUs und GPUs auf lange Sicht für das Bitcoin-Mining an Nützlichkeit verloren.

Es ist offensichtlich, dass ASICs jetzt das Netzwerk beherrschen und immer leistungsfähiger werden. Die Gesamtrate des Bitcoin-Netzwerks im Laufe der Zeit macht dies deutlich.

Was sind die Anwendungen von SHA-256?

Hier sind einige Anwendungen des SHA-256-Algorithmus:

• Datenvalidierung
  

Wenn die Genauigkeit von Daten bestätigt werden muss, insbesondere während der Übertragung, wird die Verwendung von SHA-256 unerlässlich. Eine zuverlässige Technik zur Datenverifizierung bietet eine Änderung des Hash-Wertes, die auf eine Modifikation der Originaldaten hinweist.

• Speicherung von Passwörtern

SHA-256 wird häufig zur sicheren Speicherung von Passwörtern verwendet. Sensible Daten werden sicherer gespeichert, da der Hash-Wert anstelle des eigentlichen Passworts gespeichert wird.

• Elektronische Signaturen

Um die Legitimität elektronischer Dokumente zu gewährleisten, wird SHA-256 zu einem nützlichen Instrument. Es hilft bei der Erstellung digitaler Signaturen, die die Authentizität des Dokuments validieren, indem es für jedes Dokument einen eindeutigen Hash-Wert generiert.

• Blockchain-basierte Technologie

SHA-256 ist für den Betrieb der Blockchain-Technologie unerlässlich, insbesondere bei Kryptowährungen wie Bitcoin. Durch das Lösen schwieriger mathematischer Rätsel hilft es beim Mining-Prozess, indem es neue Transaktionen zur Blockchain hinzufügt.

Vorteile von SHA-256

• Datenintegrität

SHA-256 stellt sicher, dass die Daten während der Übertragung unverändert und erhalten bleiben. Jede noch so kleine Änderung an den Originaldaten führt zu einem völlig anderen Hash-Wert.

• Sicherheit

SHA-256 bietet ein hohes Maß an Schutz für eine verschlüsselte Hash-Funktion. Die Berechnung der Originaldaten anhand ihres Hash-Wertes ist nahezu unmöglich.

• Effizienz

Die Recheneffizienz von SHA-256 bleibt trotz seiner komplexen Struktur erhalten. Es erzeugt den Hash-Wert sofort und ermöglicht so eine schnellere Datenverarbeitung.

Nachteile von SHA-256

• Mangelnde Flexibilität

Daten können nicht rückgängig gemacht oder in ihre ursprüngliche Form zurückdekodiert werden, sobald sie in einen Hash-Wert umgewandelt wurden.

• Potenzielle Schwachstelle

Eine Hash-Kollision, die auftritt, wenn zwei unterschiedliche Dateneingaben denselben Hash-Wert erzeugen, ist eine extrem seltene, aber theoretische Möglichkeit.

Top SHA-256 Coins zum Minen

Trotz der Coins, die SHA-256 verwenden, ist Bitcoin der bekannteste. Um zu verstehen, wie sich Bitcoin unterscheidet, ist es wichtig, einen Altcoin zu betrachten, der etwas leichter als Bitcoin ist, um seine besonderen Merkmale besser zu verstehen. Obwohl sich der Algorithmus unterscheidet, ist die Funktionsweise von Litecoin einigermaßen gleich, sie unterscheidet sich nur geringfügig im Vergleich zueinander. Sehen wir uns an, wie sich BTC von LTC unterscheidet, um ein gründliches Verständnis zu erlangen:

Wie unterscheidet sich BTC von Litecoin

Fast eine Woche nach Bitcoin wurde auch Litecoin eingeführt, das als die früheste Form von Altcoin gilt, die kurz nach Bitcoin aufkam. Da Litecoin die leichtere Version von Bitcoin ist, wurde Litecoin-Gründer Charlie Lee oft als „Das Silber zu Bitcoins Gold“ bezeichnet.

Die maximale Versorgungsgrenze jeder Kryptowährung ist der erste Punkt, an dem sich Litecoin und Bitcoin unterscheiden. Die maximale Menge für Bitcoin beträgt 21 Millionen, während die maximale Menge für Litecoin 84 Millionen beträgt.

Die Mining-Protokolle für Litecoin und Bitcoin sind ein weiterer Unterschied. Wie bereits erwähnt, generiert Litecoin Coins mit einer modifizierten Version von Scrypt, während Bitcoin SHA-256 verwendet. Die Zeit, die für die Verarbeitung von Transaktionen für jeden Coin benötigt wird, variiert je nach Protokoll. In Bezug auf die Transaktionsverarbeitung und Bestätigungsgeschwindigkeit übertrifft Litecoin Bitcoin viermal.

Da weniger Runden der Transaktionsverifizierung erforderlich sind, kann die schnelle Verarbeitung von Transaktionen auf Kosten der Sicherheit gehen. Die Bestätigungszeit von Litecoin beträgt 2,5 Minuten, während Bitcoin eine Bestätigungszeit von etwa 10 Minuten hat.