¿Qué es SHA-256 y cómo funciona?

¿Qué es SHA-256?

SHA-256 es una función hash criptográfica que convierte datos en una secuencia fija y única de 256 bits. SHA-256, también conocido como Secure Hash Algorithm 256-bit, se utiliza en todo el mundo para proteger diversos tipos de información, desde contraseñas hasta transacciones en blockchain. Forma parte de la familia SHA-2 (junto con SHA-224, SHA-512, entre otras). Esta seguridad criptográfica fue desarrollada en 2001 por la Agencia de Seguridad Nacional (NSA) y actualmente se emplea ampliamente en el mundo de las criptomonedas. Por ejemplo, Bitcoin utiliza SHA-256 para garantizar que las transacciones sean auténticas e inmutables.

Puede sonar técnico, pero en realidad es bastante simple: se introducen datos en SHA-256 (por ejemplo, texto, un archivo o una transacción de Bitcoin), y el sistema genera una especie de huella digital. Para casi todos los usos prácticos, cada entrada produce un hash único, aunque existe una probabilidad extremadamente pequeña de una “colisión”, es decir, que dos entradas diferentes generen la misma salida. En la práctica, incluso el cambio más pequeño en una palabra produce un valor hash completamente diferente, lo que demuestra que es extremadamente sensible a las modificaciones.

Ejemplo:
Finst -> 270312fddfd739dd8cb5e62505f65d8892594665da8b0554a9b01d5ebfd65b30
finst -> ebabf828a572063a5d69bd3487b3a589a9082a4bb3edc6d9c4e3c2c264a6c34b

En el ejemplo anterior, solo se cambió la letra F de mayúscula a minúscula. Como puede verse, el valor hash resultante es totalmente distinto.

Puntos clave

• SHA-256 es una función hash criptográfica que convierte los datos en una secuencia fija de 256 bits.
• El algoritmo es unidireccional: el hash no puede revertirse para obtener la entrada original.
• Pequeñas variaciones en la entrada generan un hash completamente diferente, lo que garantiza una alta seguridad.
• Bitcoin y otras blockchains utilizan SHA-256 para proteger y verificar transacciones mediante Proof-of-Work.
• SHA-256 también se emplea para la protección de contraseñas y la verificación de la integridad de los datos.

¿Cómo funciona exactamente una función hash como SHA-256?

Una función hash como SHA-256 es un procedimiento matemático que transforma una entrada de longitud variable en una salida de longitud fija. Es determinista, lo que significa que una misma entrada siempre genera el mismo hash. Por ello, se trata de un proceso unidireccional: el hash nunca puede revertirse para recuperar los datos originales. Cualquier modificación produce una salida diferente, lo que permite comprobar si las entradas coinciden. Por ejemplo, en un sistema de contraseñas, la plataforma no almacena las contraseñas originales, sino sus hashes; al iniciar sesión, se genera un nuevo hash y se compara con el almacenado.

Existen muchas funciones hash, pero SHA-256 tiene características técnicas propias. A continuación se explica, de forma general, cómo funciona este proceso:

• División en bloques: Dado que SHA-256 no puede procesar todo a la vez, los datos se dividen en bloques de 512 bits (aproximadamente 64 bytes cada uno). Si el último bloque es más corto, se rellena para mantener el tamaño uniforme.
• Valores iniciales: Antes de comenzar los cálculos, SHA-256 utiliza ocho valores estándar de inicio, que garantizan coherencia en el algoritmo.
• 64 rondas de procesamiento: Cada bloque de datos se procesa 64 veces mediante operaciones matemáticas, como desplazamientos y combinaciones de bits. Puede compararse con barajar una baraja de cartas: el objetivo es obtener un resultado impredecible.
• Enlace entre bloques: Una vez procesado un bloque, su resultado se utiliza como referencia para el siguiente. Así se construye progresivamente la salida final.
• Hash final (salida): Cuando todos los bloques han sido procesados, el valor final se convierte en un hash de 256 bits, es decir, una secuencia única de 64 caracteres. En otras palabras, una huella digital de la entrada.

Todo este proceso ocurre en menos de un segundo y proporciona un nivel de seguridad extremadamente alto.

SHA-256 en las criptomonedas y la blockchain

SHA-256 es un componente esencial de Bitcoin y de muchas otras blockchains de altcoins.
En estos sistemas, se utiliza para garantizar que las transacciones sean seguras, inmutables y verificables sin depender de una autoridad central.

• SHA-256 genera el hash de las transacciones

Cada transacción dentro de una blockchain se transforma mediante una función hash. Este hash único actúa como un identificador o huella digital de la transacción. De este modo, cualquiera puede verificar su validez sin acceder al contenido completo.

• Proof-of-Work (PoW)

En el proceso de minería de Bitcoin (denominado Proof-of-Work), se emplea SHA-256 para resolver complejos rompecabezas criptográficos. Miles de mineros ajustan continuamente pequeños valores (nonce y marca de tiempo) y calculan el hash SHA-256 millones de veces por segundo.

El primer minero que encuentra el hash correcto puede añadir el nuevo bloque a la blockchain y recibe una recompensa en Bitcoin.

• La blockchain

Cada bloque en la blockchain contiene el hash del bloque anterior, lo que crea una cadena continua. Gracias a este mecanismo, los usuarios de todo el mundo pueden realizar transacciones sin necesidad de un intermediario central, confiando en la integridad del propio sistema.

• Direcciones de wallet

Las direcciones públicas de wallet (public keys) son largas secuencias de caracteres. SHA-256 forma parte del proceso de hashing de las claves públicas cuando se crean wallets de Bitcoin, lo que permite un almacenamiento más seguro y un uso más práctico de las direcciones.

¿Por qué se considera que SHA-256 es extremadamente seguro?

Existen cuatro características principales que hacen que SHA-256 sea altamente seguro:

¿Podrán los ordenadores cuánticos hackear Bitcoin en el futuro?

Actualmente, existe mucha especulación sobre si los ordenadores cuánticos podrían vulnerar la seguridad de las criptomonedas. Estas máquinas futuristas podrían, en teoría, realizar cálculos extremadamente complejos que los ordenadores actuales no podrían ejecutar. Surge entonces la pregunta: ¿está Bitcoin en peligro cuando los ordenadores cuánticos se conviertan en realidad?

La respuesta corta es: no de inmediato, aunque a largo plazo conviene estar atentos. Algunos investigadores sostienen que, en el futuro, los ordenadores cuánticos podrían comprometer ciertos elementos de Bitcoin, como las firmas digitales (ECDSA).

Sin embargo, la función hash SHA-256 sigue siendo segura por ahora. Aunque un ordenador cuántico podría realizar muchas más operaciones por segundo, la magnitud de las posibles combinaciones mantiene la seguridad en niveles extremadamente altos.

Por tanto, no hay motivo de alarma: los ordenadores cuánticos actuales aún no tienen la capacidad necesaria para hackear Bitcoin. Además, la comunidad de Bitcoin ya está trabajando en la criptografía poscuántica, un nuevo tipo de seguridad diseñada para resistir futuros ataques cuánticos.

¿Por qué es importante SHA-256?

SHA-256 garantiza la seguridad en tres áreas fundamentales del entorno digital:

• Protección de datos

Las funciones hash SHA-256 se utilizan para almacenar información sensible de forma segura. Por ejemplo, los sitios web no guardan tu contraseña, sino su hash. Cuando inicias sesión, se genera nuevamente el hash y, si coincide con el almacenado, el acceso es autorizado. De este modo, nadie puede leer tu contraseña real.

• Confianza en la blockchain

Distintas blockchains emplean SHA-256 para asegurar que las transacciones sean auténticas e inmutables. Cada transacción se transforma mediante hash, y cualquier intento de manipulación es detectable de inmediato. Como se mencionó anteriormente, los mineros de Bitcoin utilizan SHA-256 en el algoritmo de consenso Proof-of-Work para validar y añadir bloques a la cadena.

• Verificación de integridad

SHA-256 también se utiliza ampliamente para verificar que los archivos, mensajes u otros datos no hayan sido alterados. Basta con comparar los hashes: si difieren, significa que el contenido ha sido modificado.

Reflexión final

SHA-256 es uno de los pilares más importantes de la seguridad digital. Gracias a su sólida estructura matemática y a su carácter unidireccional, garantiza que los datos permanezcan seguros, fiables e inmutables. Ya sea para proteger contraseñas, verificar archivos o registrar transacciones en blockchain, SHA-256 asegura que la información sea auténtica y no pueda modificarse. Por estas razones, constituye la base de la confianza en muchas tecnologías modernas, desde los sitios web hasta las criptomonedas. En resumen, sin SHA-256, gran parte del mundo digital sería mucho menos seguro.