Qu’est-ce que le SHA-256 et comment fonctionne-t-il ?

Qu’est-ce que SHA-256 ?

SHA-256 est une fonction de hachage cryptographique qui transforme des données en une séquence fixe et unique de 256 bits. SHA-256, également appelé Secure Hash Algorithm 256-bit, est utilisé dans le monde entier pour sécuriser toutes sortes de données, des mots de passe aux transactions blockchain. Il fait partie de la famille SHA-2 (aux côtés de SHA-224, SHA-512, etc.). Cette technologie cryptographique a été développée en 2001 par la National Security Agency (NSA) et est aujourd’hui largement utilisée dans l’univers des cryptomonnaies. Par exemple, Bitcoin utilise SHA-256 pour garantir que les transactions soient authentiques et immuables.

Cela peut sembler technique, mais le principe est assez simple : vous fournissez des données à SHA-256 (par exemple, un texte, un fichier ou une transaction Bitcoin), et il génère une sorte d’empreinte digitale numérique. Dans la pratique, chaque entrée produit un hachage unique, même si, en théorie, il existe une infime probabilité de « collision », c’est-à-dire que deux entrées différentes produisent la même sortie. Cependant, dans presque tous les cas, la plus petite modification d’un mot entraîne un résultat totalement différent. SHA-256 est donc extrêmement sensible aux changements.

Exemple :
Finst -> 270312fddfd739dd8cb5e62505f65d8892594665da8b0554a9b01d5ebfd65b30
finst -> ebabf828a572063a5d69bd3487b3a589a9082a4bb3edc6d9c4e3c2c264a6c34b

Dans cet exemple, seule la lettre F a été modifiée de majuscule à minuscule. Comme on peut le constater, le hachage obtenu est complètement différent.

À retenir

• SHA-256 est une fonction de hachage cryptographique qui convertit les données en une séquence fixe de 256 bits.
• L’algorithme est unidirectionnel : le hachage ne peut pas être reconverti en données originales.
• De petites modifications dans l’entrée entraînent un hachage totalement différent, garantissant une sécurité élevée.
• Bitcoin et d’autres blockchains utilisent SHA-256 pour sécuriser et vérifier les transactions grâce au Proof-of-Work.
• SHA-256 est également utilisé pour la protection des mots de passe et la vérification de l’intégrité des données.

Comment fonctionne exactement une fonction de hachage comme SHA-256 ?

Une fonction de hachage telle que SHA-256 est un processus mathématique qui transforme une entrée de longueur variable en une sortie de longueur fixe. Elle est déterministe, ce qui signifie qu’une même entrée produira toujours le même hachage. Cela en fait un processus unidirectionnel : il est impossible de remonter du hachage aux données d’origine. Chaque modification, même minime, génère un résultat différent, ce qui permet de vérifier l’intégrité des données. Par exemple, dans le cas d’un mot de passe, le système ne stocke pas le mot de passe en clair, mais uniquement son hachage ; au moment de la connexion, il compare le hachage généré avec celui enregistré.

Il existe différentes fonctions de hachage, mais SHA-256 possède ses propres caractéristiques techniques. Voici, en termes simples, comment se déroule ce processus :

• Découpage en blocs : Comme SHA-256 ne peut pas traiter toutes les données en une seule fois, l’entrée est divisée en blocs de 512 bits (environ 64 octets chacun). Si le dernier bloc est trop court, il est complété pour atteindre la taille requise.
• Valeurs initiales : Avant de commencer les calculs, SHA-256 utilise huit valeurs de départ standard qui assurent la cohérence du processus.
• 64 cycles de traitement : Chaque bloc est ensuite traité 64 fois au moyen d’opérations mathématiques (décalages, combinaisons de bits, etc.). On peut comparer cela à un brassage de cartes : le but est d’obtenir un résultat imprévisible.
• Lien entre les blocs : Une fois un bloc traité, son résultat est intégré dans le calcul du bloc suivant, formant ainsi un enchaînement logique.
• Hachage final (sortie) : Lorsque tous les blocs ont été traités, la valeur finale devient un hachage de 256 bits, une séquence unique de 64 caractères, une véritable empreinte numérique de l’entrée initiale.

L’ensemble du processus prend moins d’une seconde et garantit un niveau de sécurité très élevé.

SHA-256 dans les cryptomonnaies et la blockchain

SHA-256 joue un rôle central dans la principale cryptomonnaie, Bitcoin, ainsi que dans de nombreuses autres blockchains d’altcoins.
Il est utilisé pour rendre les transactions sûres, immuables et vérifiables, sans intervention d’une autorité centrale.

• SHA-256 hache les transactions

Chaque transaction sur une blockchain est transformée en un hachage unique. Ce hachage agit comme un identifiant ou une empreinte numérique. Cela permet à quiconque de vérifier les données sans avoir besoin d’en consulter le contenu complet.

• Proof-of-Work (PoW)

Dans le processus de minage de Bitcoin (appelé Proof-of-Work), des fonctions de hachage SHA-256 sont utilisées pour résoudre des énigmes cryptographiques. Des milliers de mineurs ajustent constamment de petites valeurs (nonce et horodatage) et recalculent le hachage SHA-256 des millions de fois par seconde.

Le premier mineur à trouver le hachage correct peut ajouter le nouveau bloc à la blockchain et reçoit une récompense en Bitcoin.

• La blockchain

Chaque bloc contient le hachage du bloc précédent, formant ainsi la chaîne. Les utilisateurs du monde entier peuvent ainsi effectuer des transactions sans avoir à se fier à une autorité centrale : la confiance réside dans le réseau lui-même.

• Adresses de portefeuille

Les adresses publiques de portefeuille (clés publiques) sont de longues chaînes de caractères. SHA-256 est utilisé dans le processus de hachage des clés publiques lors de la création de portefeuilles Bitcoin. Cela permet de renforcer la sécurité et de simplifier le partage des adresses.

Pourquoi SHA-256 est-il considéré comme extrêmement sûr ?

Quatre caractéristiques principales expliquent la solidité de SHA-256 :

Les ordinateurs quantiques pourront-ils un jour pirater Bitcoin ?

On s’interroge beaucoup aujourd’hui sur la capacité des ordinateurs quantiques à compromettre la sécurité des cryptomonnaies. Ces machines futuristes pourraient théoriquement effectuer des calculs d’une complexité que les ordinateurs actuels sont incapables d’atteindre. La question se pose donc : Bitcoin est-il menacé ?

La réponse courte est non, pas dans l’immédiat, mais une vigilance s’impose à long terme. Certains chercheurs estiment que les ordinateurs quantiques pourraient, un jour, s’attaquer à certaines parties du protocole Bitcoin, notamment les signatures numériques (ECDSA).

La fonction de hachage SHA-256 elle-même reste pour l’instant sûre. Même si un ordinateur quantique pouvait exécuter davantage d’opérations, la quantité astronomique de combinaisons possibles garantit encore une sécurité très élevée.

Il n’y a donc aucune raison de paniquer : les ordinateurs quantiques actuels ne possèdent pas la puissance nécessaire pour compromettre Bitcoin. Par ailleurs, la communauté Bitcoin travaille déjà sur la cryptographie post-quantique, une nouvelle approche de sécurité destinée à résister aux attaques futures.

Pourquoi SHA-256 est-il important ?

SHA-256 assure la sécurité de trois domaines essentiels dans le monde numérique :

• Protection des données

Les fonctions de hachage SHA-256 sont utilisées pour stocker les informations sensibles de manière sécurisée. Par exemple, les sites web ne conservent pas votre mot de passe, mais uniquement son hachage. Lors de la connexion, le mot de passe saisi est de nouveau haché et comparé à celui stocké. Si les deux correspondent, l’accès est autorisé. Ainsi, personne ne peut lire votre mot de passe réel.

• Confiance dans la blockchain

Différentes blockchains utilisent SHA-256 pour garantir que les transactions soient authentiques et inaltérables. Chaque transaction est hachée, et toute tentative de falsification serait immédiatement détectée. Comme mentionné précédemment, les mineurs de Bitcoin utilisent SHA-256 dans l’algorithme de consensus Proof-of-Work pour valider et ajouter des blocs à la chaîne.

• Vérification de l’intégrité

SHA-256 est également utilisé pour vérifier que des fichiers, messages ou données n’ont pas été modifiés. Il suffit de comparer les hachages : si ceux-ci diffèrent, c’est qu’une modification a eu lieu.

En résumé

SHA-256 constitue l’un des piliers fondamentaux de la sécurité numérique. Grâce à sa structure mathématique robuste et à son caractère unidirectionnel, il garantit la fiabilité, la confidentialité et l’intégrité des données. Qu’il s’agisse de protéger des mots de passe, de vérifier des fichiers ou d’enregistrer des transactions dans une blockchain, SHA-256 assure que les informations restent authentiques et immuables. Grâce à ces propriétés, il représente la base de confiance de nombreuses technologies modernes, des sites web aux cryptomonnaies. En somme, sans SHA-256, une grande partie de notre monde numérique serait bien moins sûre.