ハッシュ関数とは

パターン①：一問一答（簡潔バージョン）

Q. ハッシュ関数って何？

A. どんなデータでも、決まった長さの”見た目はランダムなハッシュ値”に変換する関数です。

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パターン②：詳しい解説

ハッシュ関数の概要

ハッシュ関数とは、任意の長さのデータを一定の長さの文字列（ハッシュ値）に変換する関数です。 ブロックチェーンでは SHA-256（エスエイチエー・にひゃくごじゅうろく）が代表的で、どんなデータでも64桁の16進数に変換されます。

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実例

入力: “Hello World”
SHA-256: a591a6d40bf420404a011733cfb7b190d62c65bf0bcda32b57b277d9ad9f146e

入力: “Hello World!”（感嘆符を追加）
SHA-256: 7f83b1657ff1fc53b92dc18148a1d65dfc2d4b1fa3d677284addd200126d9069

➡ わずか1文字の違いでも、ハッシュ値は全く異なる値になります。

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主な特徴

特徴	内容	重要な理由
一方向性	ハッシュ値から元のデータを再構築できない	セキュリティ確保
雪崩効果	入力のごく小さな変更がハッシュ値全体に影響	改ざんの検出
決定性	同じ入力は必ず同じハッシュ値	検証が容易
衝突困難性	異なる入力が同じハッシュ値になる可能性は極めて低い	一意性保証
計算の速さ	高速に処理できる	実用性の高さ

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ブロックチェーンでの活用例

1. ブロックの識別

• ブロック全体の情報をまとめてハッシュ化し、そのハッシュ値がIDとして機能します
• 次のブロックが前のハッシュ値を参照することでチェーンが成立します

2. トランザクションの要約（マークルルート）

• ブロック内の全トランザクションをまとめて1つのハッシュ値に集約
• 改ざんがあればすぐに検出でき、軽量ノードでも検証可能

3. マイニングの難易度調整

• 「ターゲット値以下のハッシュ値を探す」という計算競争（PoW）
• 難易度の自動調整で、ブロック生成間隔を安定化

4. デジタル署名との組み合わせ

• 鍵ペア生成や署名検証に利用
• トランザクションの正当性確認や改ざん防止に不可欠

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イメージで理解するハッシュ関数

• ハッシュ関数 → デジタルの指紋製造機
• ハッシュ値 → データのDNAサンプル
• 改ざん検出 → 封印シール
• 一意性 → 世界に一つのバーコード

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具体的な利用例（ブロックチェーン以外）

• 契約書やファイルの完全性チェック
• パスワードの安全な保存（ハッシュ化して保存、ソルト付加で安全性向上）
• データ検索の高速化（インデックス用）
• デジタル証明書の検証

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SHA-256のポイント

• 出力は256ビット（32バイト、64桁の16進数）
• 組み合わせは2^256通り（ほぼ無限大）
• 衝突発見は現実的に不可能
• 米国標準（NIST）、NSA設計による高い信頼性
• 現在最も広く使用される暗号学的ハッシュ関数