Può darsi che in molte conversazioni sulle criptovalute tu abbia sentito parlare di Hash e Funzione Hash. Per avere un’idea generale dobbiamo sapere che un Hash è il risultato di una Funzione Hash. Le Funzioni Hash sono un tipo di operazione crittografica creata, quindi sarebbero identificatori univoci. Questi identificatori derivano dalle informazioni estratte da ciascun blocco della blockchain.
L’obiettivo principale delle funzioni Hash è la codifica dei dati per creare una stringa di caratteri unica. Una funzione può essere creata indipendentemente dalla quantità di dati implementati in essa. Queste funzioni hash vengono utilizzate soprattutto nella tecnologia della catena di blocchi, apportando una maggiore sicurezza alla stessa.
Quindi, una funzione crittografica hash, solitamente conosciuta come “hash”, è un processo matematico che trasforma qualsiasi tipo di dati, indipendentemente dalle sue dimensioni, in una nuova serie di caratteri con una lunghezza fissa e unica.
Infatti, se hai visto un documento ufficiale sottoscritto con firma elettronica, è possibile che ti sia già imbattuto in questo tipo di codice in uno dei margini o a piè di pagina del documento. Così, un esempio di hash potrebbe essere un codice di questo tipo: 9c8245e6e0b74cfccg97e8714u3234228fb4xcd2.
Esempi del mondo reale dove utilizziamo funzioni hash
- Per esaminare dati simili e localizzare file modificati, i servizi di archiviazione cloudutilizzano compiti hash.
- Per distinguere i record in un repository, il framework di controllo versione Gitutilizza capacità hash.
- Nei suoi programmi di prova di lavoro, Bitcoinutilizza un algoritmo hash.
- Gli esperti forensi digitaliutilizzano valori hash per garantire che gli oggetti digitali non siano stati spostati.
- Per identificare dati sospetti di essere dannosi che passano attraverso una rete, gli NIDS utilizzano hash.
Definizione e caratteristiche della funzione hash
Le funzioni hash utilizzate in sicurezza e tecnologia moderna devono soddisfare proprietà molto rigorose per essere considerate efficaci:
| Caratteristica | Concetto principale | Dettaglio e applicazione (Funzione) |
| Lunghezza fissa | Determinismo dell’output | Non importa se l’input è di 5 lettere o 5 GB, il risultato (l’hash) avrà sempre la stessa lunghezza definita (es. 64 caratteri in SHA-256). |
| Unicità / Irreversibilità | “L’Impronta Digitale” | Cambiare un singolo bit nell’input (una virgola con un punto) produce un hash completamente diverso. È fondamentale per verificare l’integrità dei dati. |
| Funzione unidirezionale | Irreversibilità crittografica | Non è possibile (in teoria) ottenere i dati originali attraverso il risultato di una Funzione Hash. Grazie a questo gli Hash sono totalmente sicuri. |
| Unicità / Resistenza alle collisioni | Prova di integrità forte | Ciò significa che non è possibile calcolare un Hash che ci porti a un altro Hash uguale. Questi sono chiamati pre-immagine e seconda immagine, concetti da cui deriva la sicurezza degli hash. |
| Effetto valanga | Sensibilità al cambiamento | Ciò significa che, in caso di qualsiasi minimo cambiamento nell’input dei dati, verrà generato un Hash diverso dall’originale. Se viene cambiato un solo carattere (“Casa Mia” vs. “Caccia Mia”), l’hash risultante è totalmente diverso. |
| Resistenza alla pre-immagine | Protezione delle password | Proprietà che garantisce che non si possa ottenere la password o il messaggio originale dal valore hash memorizzato. |
| Uso del Salt (Valore Sale) | Miglioramento della sicurezza | Una stringa di dati casuale e unica che viene aggiunta alla password prima di applicare l’hashing. Evita attacchi con tabelle rainbow, facendo sì che password identiche producano hash diversi per ogni utente. |
Applicazioni pratiche delle funzioni hash
Le funzioni e i codici ‘hash’ brillano nel campo della crittografia, dove hanno una grande utilità in varie applicazioni.
- Protezione e sicurezza delle password.Invece di memorizzare le password in testo chiaro in un database, le organizzazioni memorizzano l”’hash’ delle password. Quando un utente tenta di accedere, il sistema calcola l”’hash’ della password inserita e lo confronta con l”’hash’ memorizzato nel database. Se gli ‘hash’ coincidono, l’accesso viene consentito.
- Verifica dell’integrità di dati e contenuti multimediali.Durante il trasferimento di file o la memorizzazione di informazioni in un sistema, viene creato un valore ‘hash’ dei dati originali. Questo ‘hash’ accompagna i dati durante il loro invio o viene memorizzato insieme a essi. Al raggiungimento della destinazione, o quando è necessario verificarne l’integrità, l”’hash’ viene ricalcolato e confrontato con il valore originale. Una corrispondenza tra i due assicura che i dati rimangano inalterati.
- Rilevamento di malware e impronte digitali uniche.I codici ‘hash’ sono anche utilizzati per rilevare specifici programmi dannosi ed eliminarli, motivo per cui è una tecnologia molto presente nell’industria degli antivirus.
- Firme digitali e autenticazione.Creano un’impronta digitale unica di un documento. Ciò garantisce che il contenuto non sia stato alterato da quando è stato firmato, fondamentale per la fiducia nelle comunicazioni digitali.
- Blockchain e criptovalute.Ogni blocco di transazioni è collegato al precedente tramite il suo hash, creando una catena immutabile. Il mining implica la risoluzione di un puzzle di hashing, assicurando la rete.
- Memorizzazione dei dati.I sistemi di gestione dei database spesso utilizzano hash per accelerare la ricerca e l’accesso ai dati. Gli indici basati su hash consentono ricerche rapide in grandi database.
Il ruolo dell’hash nella blockchain e nella crittografia
L’Hash non è solo uno strumento di sicurezza, è la spina dorsale logica che permette a tecnologie dirompenti come Bitcoin e Blockchain di funzionare senza un’autorità centrale. Nell’ecosistema crittografico, l’hash, spinto principalmente da algoritmi come SHA-256, svolge una doppia funzione essenziale: garantire l’immutabilità della catena (integrità) e fornire il meccanismo di consenso (sicurezza).
L’immutabilità è garantita perché l’hash è ciò che collega in modo indistruttibile i blocchi di dati di una Blockchain, creando un registro cronologico e a prova di manomissione. Ogni blocco di transazioni viene elaborato mediante una funzione hash per generare un identificatore univoco, che agisce come un checksum o un riepilogo crittografico dell’intero contenuto del blocco. La cosa cruciale è che ogni nuovo blocco che viene creato contiene l’hash del blocco immediatamente precedente.
Se un attaccante tentasse di alterare una transazione in un vecchio blocco, l’hash di quel blocco cambierebbe istantaneamente. Cambiando l’hash del vecchio blocco, l’hash del blocco successivo verrebbe automaticamente invalidato, spezzando l’intera catena e rendendo qualsiasi tentativo di frode immediatamente evidente a tutti i partecipanti della rete. Ciò garantisce l’integrità e la validità di tutte le transazioni storiche.
In blockchain come Bitcoin, l’hash non solo verifica, ma anche alimenta il meccanismo per creare nuovi blocchi, noto come Prova di Lavoro (PoW). La sfida consiste nel fatto che i minatori devono trovare un numero casuale, chiamato Nonce, che, combinato con i dati del blocco e dopo l’applicazione della funzione SHA-256, produca un hash che soddisfi un requisito rigoroso, generalmente iniziare con un gran numero di zeri.
Questo processo funziona come un modello di oracolo casuale, dove l’unico modo per trovare la soluzione è attraverso tentativi ed errori, provando milioni o miliardi di combinazioni, il che richiede un’enorme potenza di calcolo. Questo calcolo intensivo impone un costo (tempo ed elettricità) per aggiungere un blocco, che diventa la principale difesa contro attacchi dannosi.
Una volta che un minatore trova il Nonce corretto, l’hash svolge la sua seconda funzione chiave nella PoW: la verifica rapida. È istantaneo e banale per gli altri nodi della rete verificare che l’hash risultante sia valido, garantendo il consenso in modo efficiente.
Inoltre, l’hash protegge le singole operazioni: le transazioni sono firmate digitalmente utilizzando l’hash della transazione, assicurando che qualsiasi cambiamento minimo nei dettagli (come l’importo o il destinatario) invalidi la firma.
L’uso dell’hash, per la sua rapidità, efficienza e unicità, non è solo fondamentale per le criptovalute, ma anche per sistemi di sicurezza più ampi, come i certificati web e il controllo delle versioni in progetti software come Git, dove garantisce l’immutabilità e la tracciabilità del codice.
Tecnologie recenti e progressi dell’hash nel 2025
Nel 2025, i progressi nell’hashing si concentrano sull’efficienza hardware, l’integrazione con l’intelligenza artificiale e il calcolo quantistico per la sicurezza, e la decentralizzazione, con miglioramenti nei protocolli di identità digitale e l’ottimizzazione del mining di criptovalute per un hash rate record, nonostante le sfide normative e di consumo energetico. Si cercano funzioni hash più veloci e sicure, combinando ECC e sponge, e si implementano sistemi come World ID che frammentano le chiavi per evitare punti centralizzati di guasto, cruciali di fronte alle minacce quantistiche.
| Categoria | Dettaglio |
| Progressi nel mining e hardware | ASIC ad alta efficienza: Nuovi chip più efficienti riducono il consumo energetico per terahash, spingendo l’hash rate di Bitcoin a livelli record (superando 900 EH/s a maggio 2025). Energie Rinnovabili: Maggiore integrazione del mining con fonti sostenibili per ridurre costi e impronta ambientale, rendendo le rinnovabili una fonte maggioritaria di energia mineraria. Concentrazione nei Pool: I grandi pool dominano l’hash rate, centralizzando le risorse ma aumentando la sicurezza della rete attraverso la collaborazione. |
| Sicurezza e crittografia | Resistenza Quantistica: Sviluppo di “password quantistiche” e funzioni hash resistenti ad attacchi di computer quantistici, anticipando un rischio futuro. Nuovi Algoritmi: Proposte di funzioni hash che combinano ECC e sponge per comunicazione sicura e a bassa latenza (es. per messaggistica in tempo reale). Identità Digitale Decentralizzata: Sistemi come World ID frammentano e distribuiscono chiavi pubbliche in più istituzioni, eliminando il rischio di server centralizzati. |
| Applicazioni nell’IA e trasformazione digitale | Scoperta di farmaci, usando l’hashing per l’integrità dei dati. IA e Hashing: L’IA è usata per analizzare i dati sanitari provenienti da dispositivi IoT e accelerare… Data Center Ibridi: Le società minerarie si riconvertono in fornitori di infrastruttura per IA e HPC, utilizzando la stessa infrastruttura ad alta potenza. |
| Sfide e tendenze | Regolamentazione: Le normative cercano maggiore trasparenza e responsabilità, spingendo l’adozione di fonti pulite. Efficienza vs. Complessità: Algoritmi come SHA-256 rimangono robusti, ma si cerca di migliorare l’efficienza e la riservatezza, poiché non cifrano i dati da soli. |
Hash e firma elettronica
La tecnologia di generazione dei codici hash è un elemento chiave negli strumenti di firma elettronica. In realtà, l’hash è il pilastro della sicurezza e integrità della firma elettronica. Insieme, garantiscono che un documento digitale non solo sia stato firmato da una persona specifica, ma che non sia stato alterato dal momento della firma, il che conferisce validità legale. Faremo un semplice percorso attraverso il processo di firma elettronica di un documento:
- Generazione dell’hash.Innanzitutto, si applica l’algoritmo di generazione hash sul documento che si vuole firmare e inviare. Pertanto, in questo processo, verrà generato un codice hash univoco a partire da un algoritmo predeterminato, che identifica inequivocabilmente detto documento.
- Firma e cifratura.Successivamente, nel processo di firma, si procede a cifrare quel codice hash utilizzando la chiave privata del firmatario.
- Il documento firmato viene inviato al suo destinatario, insieme all’hash cifrato e alla chiave pubblica del firmatario.
- Ricezione e verifica.Al momento della ricezione del documento da parte del destinatario, si eseguono tre operazioni:
- Generare un nuovo codice hash a partire dal documento inviato, utilizzando lo stesso algoritmo.
- Utilizzare la chiave pubblica del firmatario per decifrare l’hash inviato.
- Confrontare i due hash. Se coincidono esattamente, la firma è considerata valida e il documento non è stato alterato successivamente alla sua firma.
A proposito, l’uso di algoritmi di hash crittografici, come SHA-256, è essenziale per prevenire attacchi:
- Attacchi di collisione.Un attacco di collisione riuscito si verifica se un aggressore può trovare due documenti diversi che generino lo stesso hash. Ciò gli consentirebbe di sostituire un documento legalmente firmato con uno dannoso senza che la verifica dell’hash lo rilevi.
- Attacco a dizionario: Questi attacchi sono principalmente diretti alle password, non alla firma digitale dei documenti.
L’evoluzione continua
L’hashing è un pezzo fondamentale nella blockchain, fornendo la base crittografica che rende questa tecnologia una soluzione sicura e affidabile per le transazioni digitali e la gestione dei dati. Nonostante debolezze come gli attacchi di collisione, la ricerca e lo sviluppo nell’hashing e nella sicurezza blockchain continuano ad avanzare per superare queste sfide.
Con la maturazione della tecnologia blockchain e la sua espansione in nuove aree, l’hashing rimarrà essenziale, assicurando che i sistemi blockchain rimangano sicuri, trasparenti e affidabili per le transazioni digitali e la gestione dei dati.
O come indica Vint Cerf: “In un mondo di copie digitali perfette, la prova dell’integrità deve essere matematicamente inconfutabile. Questo è il ruolo duraturo dell’hash.”
Per concludere, con una base crittografica così solida, la tecnologia blockchain è pronta per l’adozione di massa e l’empowerment dell’utente. Come riassume Bitnovo: “La tua crypto, le tue regole. Inizia in 3 minuti.”
