significado de hashing

O que é Hashing?

Hashing é um processo que transforma qualquer tipo de dado, aplicando um conjunto de regras publicamente conhecidas para gerar uma "impressão digital" de comprimento fixo, denominada valor de hash. Não exige chave secreta e é utilizado principalmente para identificação e verificação, sem permitir a reconstrução do input original.

Pode comparar-se a "tirar a impressão digital" de um ficheiro. O mesmo input gera sempre o mesmo valor de hash; basta alterar um único carácter para obter um resultado completamente diferente. Por exemplo, aplicar SHA-256 a "abc" resulta em: SHA-256("abc") = ba7816bf8f01cfea... (uma sequência hexadecimal de 64 caracteres). Se o input for "Abc" (com "A" maiúsculo), o hash será totalmente distinto.

Porque é que o Hashing é importante na Blockchain?

O hashing permite identificar, referenciar e verificar rapidamente dados on-chain, sendo fundamental para IDs de transação, indexação de blocos e mecanismos de consenso. Sem hashing, seria difícil garantir que os dados não foram alterados.

Em redes blockchain, cada transação recebe um hash de transação (TxID), equivalente a um número de rastreamento. Os blocos têm os seus próprios hashes, permitindo aos nós localizar e verificar conteúdos de forma eficiente. Por exemplo, nos registos de depósitos da Gate, o TxID corresponde ao valor de hash da transação on-chain, que o utilizador pode usar para verificar o estado ou rastrear fundos.

O hashing é também essencial nos processos de consenso. Em redes proof-of-work, os hashes definem o alvo de dificuldade, garantindo que cada novo bloco exige esforço computacional mensurável, dificultando a criação maliciosa de blocos.

Principais características das funções de hash

As funções de hash apresentam quatro propriedades fundamentais: determinismo, comprimento fixo, elevada sensibilidade a pequenas alterações (efeito avalanche) e resistência à pré-imagem. Estas características garantem a utilidade e segurança da "impressão digital".

• Determinismo: O mesmo input gera sempre o mesmo output.
• Comprimento fixo: Independentemente da dimensão do input, o output tem sempre o mesmo comprimento, facilitando o armazenamento e a comparação.
• Efeito avalanche: Alterar um único carácter modifica drasticamente o valor de hash.
• Resistência à pré-imagem: A partir do valor de hash, recuperar o input original é computacionalmente inviável—ideal para verificação, mas não para restauração.

A "colisão" é outro conceito relevante: diferentes inputs que produzem o mesmo valor de hash. Algoritmos robustos tornam as colisões extremamente raras. Historicamente, MD5 e SHA-1 apresentaram colisões reais (SHA-1 foi quebrado pela Google e CWI em 2017). Por isso, blockchains modernos e aplicações de segurança recorrem a SHA-256, Keccak-256, SHA-3 ou BLAKE2.

Como é utilizado o Hashing em Proof of Work?

Em sistemas de Proof of Work (PoW), os mineradores aplicam funções de hash repetidamente para encontrar um hash do cabeçalho do bloco inferior ao alvo de dificuldade da rede—comprovando esforço computacional suficiente.

1. Os mineradores reúnem transações e criam um cabeçalho de bloco, que inclui timestamp, hash do bloco anterior, Merkle root e outros dados.
2. Alteram um valor ajustável chamado nonce e calculam o hash do cabeçalho do bloco.
3. Se o hash estiver abaixo do alvo de dificuldade, encontram um bloco válido; caso contrário, ajustam o nonce e repetem o processo.
4. Quando encontram um bloco válido, este é transmitido à rede, onde outros nós verificam rapidamente a sua validade usando as mesmas regras de hashing.

Em 2025, o Bitcoin continua a utilizar SHA-256 como algoritmo central; a dificuldade da rede ajusta-se dinamicamente para manter intervalos de bloco estáveis.

Qual é a relação entre Hashing e Merkle Trees?

Uma Merkle tree utiliza funções de hash para comprimir um conjunto de transações numa única "impressão digital raiz" chamada Merkle root. Isto permite que os nós verifiquem a inclusão de uma transação num bloco sem descarregar todas as transações.

O processo decorre assim:

1. Cada transação é hasheada individualmente, gerando valores como h1, h2, h3, h4.
2. Os hashes são agrupados e combinados (por exemplo, H12 = hash(h1||h2), H34 = hash(h3||h4)).
3. O agrupamento continua até restar apenas um hash—Merkle root—que é armazenado no cabeçalho do bloco.

Para verificar se a transação t3 está incluída num bloco, bastam os "path hashes" relevantes. Com pouco cálculo, pode confirmar que t3 conduz à mesma Merkle root sem descarregar o bloco inteiro.

Como é utilizado o Hashing na verificação de ficheiros do dia a dia?

As funções de hash permitem confirmar que ficheiros descarregados estão completos e intactos. Basta calcular o hash do ficheiro local e compará-lo com o valor oficial de referência.

1. Obtenha o ficheiro e o valor de hash oficial (por exemplo, SHA-256) junto de fontes fiáveis.
2. Calcule o hash usando ferramentas como:
   • No terminal Linux ou macOS: sha256sum nome_do_ficheiro
   • No Windows PowerShell: Get-FileHash -Algorithm SHA256 caminho_do_ficheiro
   • Ou com OpenSSL: openssl dgst -sha256 nome_do_ficheiro
3. Compare o resultado com o valor oficial. Se coincidirem, o ficheiro é seguro; caso contrário, descarregue novamente ou confirme a origem.

Este método é prática comum para backups de carteiras, distribuição de software de nós e validação de artefactos de smart contracts em ambientes cripto.

Qual é a diferença entre Hashing e Encriptação?

Hashing é um processo irreversível que gera uma impressão digital dos dados; encriptação é reversível, requerendo uma chave para desencriptação. Servem objetivos distintos e aplicam-se em diferentes contextos.

As assinaturas digitais seguem normalmente o processo “hash then sign”: utiliza-se uma chave privada para assinar matematicamente o valor de hash da mensagem. O verificador recorre à sua chave pública para confirmar a assinatura. Não se recupera a mensagem original a partir do hash—o hash apenas normaliza o comprimento da mensagem para assinatura.

Quais são os riscos do Hashing e como escolher algoritmos?

Os riscos advêm sobretudo de algoritmos obsoletos e utilização incorreta. MD5 e SHA-1 têm vulnerabilidades de colisão conhecidas e não são adequados para casos críticos de segurança. Para verificação e blockchain, recomenda-se SHA-256, Keccak-256, SHA-3 ou BLAKE2.

Em 2025, o Bitcoin utiliza SHA-256; os endereços Ethereum derivam de Keccak-256; projetos mais recentes recorrem a BLAKE2 ou SHA-3 para maior desempenho e segurança.

Um erro comum é confundir hashing com encriptação. Hashing não protege a privacidade; o armazenamento de palavras-passe deve recorrer a “salting” (adição de cadeias aleatórias antes do hashing), múltiplas iterações e controlos de acesso. A segurança de ativos on-chain depende de chaves privadas, permissões e mecanismos de consenso—não apenas do hashing.

Principais pontos sobre Hashing

Hashing gera impressões digitais de comprimento fixo para dados, com propriedades como determinismo, tamanho de output fixo, efeito avalanche e resistência à pré-imagem—fundamental para IDs de transação em blockchain, índices de blocos e protocolos proof-of-work. Merkle trees utilizam hashing para comprimir grandes volumes de transações numa raiz verificável, permitindo aos nós confirmar a inclusão de dados de forma eficiente. Na prática, calcular hashes de ficheiros com ferramentas fiáveis e compará-los com valores oficiais é essencial para a segurança digital diária. Utilizar algoritmos modernos e distinguir hashing de encriptação assegura operações blockchain e validações locais seguras.

FAQ

Porque é que alterar um carácter modifica totalmente o valor de hash?

Deve-se ao "efeito avalanche" do hashing: alterar um único bit no input provoca mudanças drásticas no valor de hash gerado. Por exemplo, os hashes SHA-256 de "hello" e "hallo" produzem resultados de 256 bits completamente distintos. Esta propriedade garante deteção imediata de adulteração—é um mecanismo central para verificar a integridade dos dados em blockchain.

Hashing dos mesmos dados produz sempre resultados idênticos?

Sim—o determinismo é essencial no hashing. O mesmo input processado com o mesmo algoritmo (como SHA-256) gera sempre o mesmo resultado. É como aplicar a mesma fórmula aos mesmos ingredientes—o resultado é invariável. Isto permite que os nós da blockchain confirmem autonomamente a autenticidade das transações.

Dois inputs diferentes podem gerar o mesmo valor de hash?

Teoricamente sim—chama-se "colisão de hash". Contudo, para algoritmos modernos como SHA-256, encontrar colisões é computacionalmente inviável—seriam necessárias cerca de 2^128 tentativas. Isto excede largamente as capacidades atuais. Por isso, nas aplicações blockchain, assume-se que colisões não ocorrem—embora seja prudente acompanhar riscos futuros da computação quântica que possam comprometer a segurança dos hashes.

Porque não é possível recuperar os dados originais a partir do valor de hash?

As funções de hash são unidirecionais porque múltiplos inputs podem gerar o mesmo output (teoricamente) e as transformações internas são altamente complexas. Em termos simples, é como partir um ovo—não se consegue voltar ao estado original. Esta propriedade protege dados sensíveis como palavras-passe ou chaves privadas—os sistemas guardam apenas os hashes, nunca os segredos.

O que fazem exatamente os mineradores com funções de hash durante a mineração?

Os mineradores testam diferentes inputs (alterando um valor aleatório em cada bloco candidato) e calculam hashes SHA-256 até encontrar um que cumpra condições específicas (por exemplo, começar com um determinado número de zeros). É como comprar bilhetes de lotaria—é preciso tentar até “ganhar”, mas qualquer pessoa pode verificar de imediato se está correto. O mecanismo de ajuste de dificuldade altera essas condições ao longo do tempo para controlar o intervalo médio de mineração.