Hashing em Blockchain: Como Funciona e Por Que Ainda é Relevante em 2026

A tecnologia blockchain transformou a maneira como as transações digitais são registradas, oferecendo um sistema seguro, transparente e resistente a adulterações. No cerne dessa inovação está o hashing do blockchain. 

Esse processo criptográfico converte dados em um código único de comprimento fixo, permitindo que as redes verifiquem informações, detectem alterações e mantenham a integridade de cada bloco. Sem o hashing, criptomoedas como Bitcoin e Ethereum não poderiam operar com segurança.

A importância do hashing ganhou destaque depois que pesquisadores apresentaram descobertas na EUROCRYPT 2024, demonstrando que haviam atacado com sucesso uma versão reduzida de 31 rodadas do SHA-256, a função hash criptográfica que sustenta o Bitcoin. 

Embora o anúncio tenha gerado preocupações sobre a segurança do Bitcoin, a realidade foi bem menos alarmante. O Bitcoin depende do algoritmo SHA-256 completo, com 64 iterações, o que deixa uma lacuna significativa entre a descoberta científica e qualquer ataque prático. 

Então, quão seguro é o hashing em blockchain hoje em dia, e por que ele continua sendo a espinha dorsal das redes blockchain modernas? Vamos explorar.

Principais lições

• O hashing transforma quaisquer dados em um código de tamanho fixo que não pode ser revertido e muda completamente se um único caractere na entrada for alterado.
• O Bitcoin usa SHA-256, o Ethereum usa Keccak-256, e ferramentas mais recentes utilizam cada vez mais o Blake3 para maior velocidade.
• O ataque de colisão EUROCRYPT de 2024 quebrou 31 das 64 etapas do SHA-256. Isso representa um progresso real para os pesquisadores, não uma ameaça real ao Bitcoin.
• As árvores de Merkle permitem que as blockchains provem a validade de uma única transação sem precisar baixar toda a cadeia.

Evolução histórica do hashing em blockchain

                                                    Fonte: Gerada por IA

O hashing existia muito antes da tecnologia blockchain e foi originalmente desenvolvido para verificar a integridade dos dados e fortalecer a segurança digital. As primeiras funções de hash criptográficas , como MD5 e SHA-1, tornaram-se amplamente utilizadas na década de 1990, mas os avanços na computação eventualmente expuseram fragilidades que as tornaram vulneráveis ​​a ataques de colisão.

Essas limitações levaram à adoção de algoritmos mais robustos, incluindo o SHA-256, parte da família SHA-2 introduzida em 2001, que permanece atualmente um dos padrões de hash mais confiáveis.

A tecnologia de hashing em blockchain ganhou destaque com o lançamento do Bitcoin em 2009. Satoshi Nakamoto selecionou o SHA-256 para proteger as transações, interligar blocos e alimentar o mecanismo de consenso de Prova de Trabalho (PoW) do Bitcoin.

Seu design unidirecional e resistência à adulteração o tornam ideal para preservar a integridade do blockchain, já que até mesmo uma pequena alteração na entrada produz um hash completamente diferente. 

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Desde a estreia do Bitcoin, o hashing tornou-se um componente fundamental da tecnologia blockchain, dando suporte a tudo, desde a verificação de transações e mineração até contratos inteligentes e aplicativos descentralizados em redes blockchain modernas.

O que é hashing em blockchain?

                                            Fonte: gerada por IA

Em blockchain, o hashing é o processo de processar dados, uma transação, um bloco, um arquivo ou qualquer outra coisa por meio de uma função matemática que gera um código único de comprimento fixo chamado hash. Essa cadeia de hashes é a origem do termo " blockchain ".

Isso desempenha um papel fundamental na geração e verificação de assinaturas digitais. Altere até mesmo uma única letra na entrada e o hash resultante será completamente diferente. Como cada bloco contém o hash do bloco anterior, até mesmo uma pequena alteração nos dados armazenados produz um hash totalmente diferente, expondo instantaneamente qualquer tentativa de adulteração do blockchain. 

Para alterar um bloco com sucesso, um atacante teria que recalcular os hashes desse bloco e de todos os blocos subsequentes, além de superar o mecanismo de consenso da rede, uma tarefa computacionalmente inviável em blockchains bem protegidas. 

Como resultado, o hashing ajuda a preservar a integridade, a transparência e a confiabilidade das redes blockchain. Essa imutabilidade é o que torna a tecnologia blockchain tão confiável e à prova de adulteração.

Essa é a ideia principal. Todo o resto neste artigo serve apenas para explicar por que esse truque simples se mostrou tão poderoso. Cada bloco no Bitcoin, Ethereum e praticamente em todas as outras blockchains carrega um hash de seus próprios dados, além do hash do bloco anterior. 

Usos de funções hash em blockchain

As funções hash são um componente essencial da tecnologia blockchain, ajudando a proteger dados, verificar transações e manter a integridade de redes descentralizadas. Aqui estão suas principais aplicações:

Árvores Merkle

As blockchains usam árvores de Merkle para organizar os dados das transações de forma eficiente. As transações individuais são processadas por meio de hash e combinadas até que uma única raiz de Merkle seja gerada, a qual é armazenada no cabeçalho do bloco. Qualquer alteração em uma transação modifica o hash da raiz, facilitando a detecção de adulterações e permitindo uma verificação rápida das transações.

Mecanismos de consenso

As funções de hash também alimentam mecanismos de consenso em blockchain, como a Prova de Trabalho (PoW) . No Bitcoin, os mineradores aplicam hash repetidamente aos cabeçalhos dos blocos até encontrarem um hash com dificuldade inferior à meta da rede, garantindo que os blocos sejam validados de forma justa e segura.

Assinaturas digitais

As assinaturas digitais dependem de funções hash criptográficas para verificar a autenticidade da transação e a integridade dos dados. Em vez de assinar uma transação inteira, os usuários assinam seu hash, permitindo que outros confirmem a propriedade e detectem quaisquer alterações não autorizadas sem expor as chaves privadas.

Armazenamento e recuperação de dados

O hashing também aprimora o armazenamento e a recuperação de dados, atribuindo a cada bloco e transação uma impressão digital única. Isso permite que as redes blockchain localizem, verifiquem e recuperem informações rapidamente, preservando a integridade dos registros em sistemas descentralizados.

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Propriedades de uma função hash criptográfica segura

Uma função hash criptográfica só é eficaz se atender a vários requisitos essenciais de segurança e desempenho. 

• Resistência à colisão: Deveria ser computacionalmente inviável encontrar duas entradas diferentes que produzam o mesmo valor de hash. Em outras palavras, encontrar duas mensagens (m₁ e m₂) onde hash(k, m₁) = hash(k, m₂) deve ser praticamente impossível. Isso impede que atacantes substituam um dado por outro sem serem detectados.
• Resistência de pré-imagem: Com apenas um valor de hash, deve ser praticamente impossível determinar a entrada original que o gerou. Essa propriedade unidirecional garante que informações sensíveis não possam ser recuperadas a partir do seu hash.
• Segunda Resistência de Pré-Imagem: Mesmo que um atacante conheça a mensagem original, ele não deve ser capaz de encontrar uma mensagem diferente que produza o mesmo hash. Isso protege contra tentativas de substituir dados legítimos por uma alternativa maliciosa.
• Grande espaço de saída: Uma função hash segura deve gerar uma gama suficientemente grande de saídas possíveis (como 256 bits). O enorme número de valores hash possíveis torna os ataques de força bruta contra colisões computacionalmente inviáveis.
• Saída determinística: Uma função hash deve sempre produzir o mesmo hash para a mesma entrada. Independentemente de quando ou onde a função for executada, dados idênticos devem sempre resultar em um valor hash idêntico.
• Efeito Avalanche: Uma pequena alteração na entrada, mesmo que seja a mudança de um único bit, deve produzir um hash de saída completamente diferente. Essa propriedade impede que atacantes identifiquem relações entre entradas semelhantes e seus respectivos hashes.
• Facilidade de jogar quebra-cabeças (imprevisibilidade): Uma função hash segura deve tornar impossível prever qualquer parte da saída ou inferir porções faltantes da entrada a partir de informações parciais. Mesmo que um atacante conheça a maior parte da entrada, ele não deve ser capaz de determinar os dados restantes ou prever o hash resultante.
• Saída de comprimento fixo: Independentemente de a entrada ser um único caractere ou um banco de dados inteiro, a função hash sempre produz uma saída do mesmo comprimento. Por exemplo, o SHA-256 gera consistentemente um hash de 256 bits (32 bytes) para cada entrada, tornando o armazenamento e a verificação eficientes.

Como funcionam realmente as funções hash?

                                   Fonte: gerada por IA

Imagine uma função hash como um triturador de papel que sempre produz uma pilha de confete do mesmo tamanho, independentemente do tamanho do papel que você inserir.

Forneça a ela uma única palavra ou um romance inteiro, e você receberá confetes exatamente do mesmo tamanho em ambos os casos. E aqui está o truque: duas folhas de papel diferentes nunca devem produzir a mesma pilha de confetes, e você nunca deve conseguir colar os confetes de volta na página original.

Em termos simples, isso é uma função hash. Tecnicamente, uma boa função hash criptográfica precisa de quatro propriedades:

• Determinístico: A mesma entrada sempre produz a mesma saída. Sempre, para sempre.
• Rápido para calcular: Seu computador deve ser capaz de gerar um hash quase instantaneamente.
• Mão Única: É fácil transformar dados em um hash. Transformar um hash de volta nos dados originais deveria ser praticamente impossível.
• Sensível à mudança: Inverta um único bit na entrada e a saída deverá ser completamente diferente. Isso é chamado de efeito avalanche.

O Efeito Avalanche, em Linguagem Simples

Aqui está um exemplo real usando SHA-256. Tente calcular o hash dessas duas entradas:

Entrada: “Eu te devo 10 dólares”

Output: 3367642f44f82b0c063b69805aefa6af49dcf20e338e0d91dc546174dbae0173

Entrada: “Eu te devo 10 dólares”

Output: 7922c6ed072fb8330e12b386d9c98c94786236c1bc3b9adbfa16105442c3e5cc

Uma única letra maiúscula foi alterada. O hash não é apenas um pouco diferente. É completamente, irreconhecivelmente diferente. Esse é o efeito avalanche em ação, e é exatamente por isso que você não consegue adivinhar ou fazer engenharia reversa de um hash aproximando cada vez mais as entradas do valor alvo.

Hashing em código: Python, JavaScript e Solidity

Ler sobre hashing só te leva até certo ponto. Veja como fica na prática quando você o escreve.

Python

importar hashlib

def hash_data(data: str) -> str:

    retorna hashlib.sha256(data.encode('utf-8')).hexdigest()

imprimir(dados_hash(“Olá, blockchain”))

# Saída: uma string hexadecimal fixa de 64 caracteres, sempre.

JavaScript (Node.js)

const crypto = require('crypto');

função hashData(dados) {

  return crypto.createHash('sha256').update(data).digest('hex');

}

console.log(hashData(“Olá, blockchain”));

// Mesma saída de 64 caracteres que a versão em Python acima

Solidity (Contratos Inteligentes Ethereum)

// Identificador de licença SPDX: MIT

solidez do pragma ^0.8.20;

contrato HashExample {

    função hashData(string dados de memória) pública pura retorna (bytes32) {

        retornar keccak256(abi.encodePacked(dados));

    }

}

Note que o Solidity usa o keccak256, não o SHA-256. O Ethereum escolheu um algoritmo diferente do Bitcoin, e essa escolha importa mais do que a maioria dos tutoriais explica. Vamos entender o porquê.

SHA-256 vs Keccak-256 vs Blake3: Qual deles realmente vence?

Cada blockchain precisa escolher uma função hash , e essa escolha define a velocidade, os custos de gás e a segurança a longo prazo. Veja como as três principais opções se comparam.

Característica	SHA-256	Keccak-256 (família SHA-3)	Blake3
Usado por	Bitcoin, dinheiro Bitcoin	Cadeia Ethereum, BNB	Cadeias mais recentes, ferramentas de integridade de arquivos
Tamanho da saída	256 pedaços	256 pedaços	256 bits (ajustável)
Design	Merkle-Damgård	construção esponjosa	baseado na árvore Merkle
Velocidade na CPU	Moderado	Moderado	Muito rápido, utiliza processamento paralelo.
Aceleraçao do hardware	Sim, existem chips ASIC dedicados.	Suporte limitado a ASICs	Otimizado por software, compatível com SIMD
Pontos fracos conhecidos	Colisão teórica de 31 etapas (2024)	Nenhuma opção viável a partir de 2026.	Nenhuma opção viável a partir de 2026.
Destaques	Mineração de prova de trabalho em escala	Contratos inteligentes, cadeias EVM	Aplicativos de alto desempenho, hash de arquivos

O SHA-256 teve uma enorme vantagem inicial porque o Bitcoin o escolheu em 2009. Os mineradores construíram hardware especializado chamado ASIC em torno dele, e esse hardware é agora uma das maiores vantagens de segurança do Bitcoin.

A capacidade de mineração combinada da rede Bitcoin deve ter se mantido em torno de 1,000 exahashes por segundo (aproximadamente 1 zettahash) até 2026, o que significa que atacá-la exige superar a capacidade de processamento de toda essa infraestrutura de equipamentos dedicados, e não apenas quebrar cálculos matemáticos.

O Keccak-256 venceu a competição NIST SHA-3 em 2012, mas o Ethereum usa, na verdade, a versão pré-padronização do Keccak, e não a especificação final do NIST SHA-3. Essa é uma pequena, porém importante, diferença que os desenvolvedores às vezes encontram ao migrar entre blockchains.

O Blake3 , lançado em 2020, é o mais recente dos três. Ele foi desenvolvido priorizando a velocidade em vez da compatibilidade com sistemas legados e consegue realizar o hash de dados muito mais rapidamente do que o SHA-256 em CPUs modernas, pois divide o trabalho entre vários núcleos. Ainda não houve uma adoção generalizada em blockchains, mas ferramentas como o IPFS e diversas blockchains de camada 1 mais recentes o utilizam para verificações internas de integridade de dados.

Observação: Velocidade não é sinônimo de segurança. O Blake3 é mais rápido, mas o SHA-256 resistiu a 17 anos de atenção dos melhores criptoanalistas do mundo. Esse histórico vale algo que o Blake3 ainda não conquistou.

Árvores de Merkle: Como o Bitcoin verifica milhões de transações sem precisar verificar tudo novamente.

                                                     Fonte: gerada por IA 

Eis um problema: um único bloco do Bitcoin pode conter milhares de transações. Se você quisesse provar que uma transação está realmente naquele bloco, teria que baixar e verificar todas as outras transações também?

Não, é exatamente isso que as árvores de Merkle resolvem. Uma árvore de Merkle calcula o hash de pares de transações, depois calcula o hash desses resultados e continua combinando e calculando o hash até que reste apenas um hash no topo. Esse hash final é chamado de raiz de Merkle e é armazenado no cabeçalho do bloco.

Por exemplo:

Transações: TX1 TX2 TX3 TX4

                    \ / \ /

Pares de hash: H(1,2) H(3,4)

                       \ /

Hash novamente: Raiz de Merkle

Se alguém quiser provar que TX2 faz parte do bloco, não precisa de todas as quatro transações. Basta ter TX2, o hash de TX1 e o hash de H(3,4). Isso se chama prova de Merkle e permite que uma carteira leve no seu celular verifique se uma transação ocorreu sem precisar baixar todo o blockchain, que, até 2026, terá mais de 600 gigabytes só para o Bitcoin.

É também por isso que a adulteração é tão difícil de ocultar. Altere uma transação e seu hash muda. Isso também altera o hash do par acima dela, a raiz Merkle e o hash do cabeçalho do bloco, quebrando a ligação com o próximo bloco. Uma pequena alteração se propaga por todo o sistema.

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Análise de segurança: o que a pesquisa sobre colisões de 2024-2025 realmente significa

Voltando ao anúncio da EUROCRYPT. Eis o que realmente aconteceu, em ordem cronológica.

Os pesquisadores Yingxin Li, Fukang Liu e Gaoli Wang descobriram um ataque de colisão teórico contra 31 dos 64 passos do SHA-256, publicado na EUROCRYPT 2024. Um artigo subsequente relacionado transformou isso em uma colisão prática , o que significa que eles de fato produziram duas entradas diferentes com o mesmo hash de 31 passos em cerca de 1.2 horas usando 64 threads de computador.

Isso soa alarmante até você saber duas coisas: primeiro, esta foi a primeira melhoria na quebra de colisões do SHA-256 de 31 passos desde o EUROCRYPT 2013 , mais de uma década antes. O progresso na quebra do SHA-256 é lento, não acelerado.

Em segundo lugar, e esta é a parte mais importante, o SHA-256 do Bitcoin executa os 64 passos completos. Os próprios pesquisadores afirmaram claramente que seu ataque está longe de ameaçar a segurança do SHA-256 completo, já que atinge apenas cerca de metade do total de passos.

Para contextualizar a importância das etapas: o SHA-256 processa seus dados em 64 rodadas de mistura e embaralhamento. Cada etapa extra que você consegue atacar praticamente dobra o poder computacional necessário para a próxima etapa. Ir da etapa 31 para a etapa 64 não é duas vezes mais difícil. É astronomicamente mais difícil.

O que você deve fazer com essa informação:

• Não entre em pânico; nenhuma blockchain em produção está em risco devido a esta pesquisa atualmente.
• Fique de olho no progresso acadêmico. Se os pesquisadores chegarem à etapa 40 ou 45 nos próximos anos, esse é o momento de começar a prestar mais atenção.
• Se você estiver desenvolvendo algo hoje, não projete levando em conta o colapso do SHA-256. Em vez disso, projete considerando a necessidade futura de uma atualização adequada, o que é um problema de engenharia muito diferente e bem mais tranquilo.

Computadores quânticos e o futuro do hashing

As manchetes sobre computação quântica adoram insinuar que as blockchains estão condenadas. O cenário real é mais tranquilo, no bom sentido. Os computadores quânticos ameaçam duas coisas muito diferentes na criptografia, e vale a pena separá-las claramente:

1. Criptografia de chave pública (As assinaturas que comprovam a propriedade das suas moedas) estão realmente em risco. O algoritmo de Shor pode, teoricamente, quebrar a lógica da curva elíptica por trás das assinaturas das carteiras de Bitcoin e Ethereum.
2. Funções de hash (que é o tema central deste artigo) são muito mais resistentes. O melhor ataque quântico contra o hashing, o algoritmo de Grover, proporciona apenas um aumento de velocidade equivalente à raiz quadrada, não uma quebra completa.

Na prática, isso significa que uma função hash de 256 bits, como SHA-256 ou Keccak-256, ainda ofereceria aproximadamente 128 bits de segurança da era quântica, o que ainda é considerado robusto por décadas. O maior risco quântico para o blockchain reside nas assinaturas de carteiras , não no hash que protege os blocos.

O Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) finalizou seus três primeiros padrões de criptografia pós-quântica em agosto de 2024: FIPS 203, 204 e 205. Notavelmente, um deles, o FIPS 205 (SLH-DSA), é um esquema de assinatura baseado em hash, construído especificamente porque as funções de hash são consideradas uma das ferramentas mais resistentes à computação quântica que os criptógrafos possuem.

Se você está construindo para o longo prazo, aqui está o caminho de migração realista:

• Continue usando SHA-256, Keccak-256 ou SHA-3 para hashing. Eles não são o elo fraco.
• Veja como os padrões de assinatura ML-DSA e SLH-DSA do NIST serão adotados pelas principais redes nos próximos anos.
• Se você estiver armazenando informações que precisam permanecer verificáveis ​​por mais de 20 anos, prefira algoritmos de hash com tamanhos de saída maiores (SHA-512 em vez de SHA-256, por exemplo), já que o algoritmo de Grover precisa de aproximadamente o triplo do comprimento da saída para manter o mesmo nível de segurança contra um ataque quântico.

Erros comuns de hashing e como corrigi-los

Se você já escreveu algum código que envolva hashing em blockchain, provavelmente já se deparou com um desses problemas.

Erro de "incompatibilidade de hash" na verificação de dados: Isso quase sempre significa que houve algum problema com espaços em branco, codificação ou ordem de bytes. Ao calcular o hash de "Hello" e "Hello " (com um espaço em branco no final), você obtém dois resultados totalmente diferentes. Sempre remova os espaços em branco e normalize a entrada da mesma forma em ambas as extremidades antes de calcular o hash.

Resultados de hash diferentes entre Python e JavaScript para a mesma entrada: verifique a codificação da sua string. Os valores padrão da biblioteca hashlib do Python podem se comportar de maneira diferente do tratamento de buffers do JavaScript se você não especificar explicitamente a codificação UTF-8 em ambas as partes.

O keccak256 do Solidity está apresentando resultados inesperados em comparação com calculadoras online de SHA-3: isso confunde muitos desenvolvedores. O keccak256 do Ethereum não é o mesmo que o padrão final SHA-3 do NIST.

Eles são primos próximos, não gêmeos idênticos, porque o Ethereum foi construído antes do NIST finalizar as regras de preenchimento do SHA-3. Use o keccak256 nativo do Solidity para tudo relacionado ao Ethereum, nunca uma ferramenta SHA-3 externa.

Falha na verificação da prova Merkle: Verifique novamente a ordem em que você está concatenando os hashes. A maioria dos bugs da árvore Merkle ocorre ao calcular o hash de (A + B) quando a árvore espera (B + A). A ordem é crucial no cálculo do hash, mesmo que pareça que não deveria ser.

Desempenho lento de hashing em um loop: Se você estiver calculando o hash de milhares de registros um por vez em um script, agrupe o trabalho ou use um algoritmo mais rápido, como o Blake3, para tarefas que não exigem consenso. Não force o uso do SHA-256 em todos os casos só porque é o mais famoso.

Indústrias que se beneficiam da tecnologia blockchain

A tecnologia de hashing em blockchain tornou-se uma camada de segurança essencial em diversos setores, garantindo que os dados permaneçam invioláveis, verificáveis ​​e confiáveis: 

Financiar.

Criptomoedas como Bitcoin e Ethereum dependem de hashing para validar transações, proteger carteiras digitais e manter a integridade da blockchain. Instituições financeiras também utilizam blockchain para aprimorar o processamento de pagamentos e reduzir fraudes.

Assistência médica

Hospitais e prestadores de serviços de saúde dependem da criptografia hash para proteger registros médicos eletrônicos, verificar a autenticidade dos dados e permitir o compartilhamento seguro de informações sem comprometer a privacidade do paciente.

O mercado global de tecnologia blockchain na área da saúde foi avaliado em US$ 11.33 bilhões em 2024. Esse rápido crescimento é impulsionado pela crescente demanda por gerenciamento seguro de dados de pacientes, interoperabilidade e sistemas de saúde transparentes. Os principais players do mercado incluem Akiri, BurstIQ, PokitDok e Guardtime.

Uma torre de controle

Fabricantes e varejistas utilizam a tecnologia blockchain para rastrear produtos desde a origem até a entrega. Isso cria trilhas de auditoria transparentes, verifica a autenticidade do produto e ajuda a combater a falsificação e a fraude na cadeia de suprimentos. Por exemplo, a marca de relógios Breitling fornece passaportes digitais para todos os seus relógios.

Governo

Órgãos públicos estão explorando o uso de hashing para sistemas de identidade digital seguros, votação eletrônica e gerenciamento de documentos à prova de adulteração, melhorando a transparência e a confiança pública. 

Um exemplo notável de blockchain governamental é o sistema de governo eletrônico da Estônia , onde a tecnologia blockchain é usada para proteger os dados dos cidadãos e facilitar serviços como identificação digital, votação online e tributação eletrônica.

Mídia e Entretenimento

A tecnologia blockchain protege a propriedade intelectual ao verificar a titularidade, assegurar os direitos digitais e reduzir a pirataria de conteúdo criativo. Um exemplo disso é o Audius, um serviço descentralizado de streaming de música que garante a distribuição justa dos lucros.

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Perguntas frequentes