بوٹ سلیش ایڈوانس کرپٹو لرننگ Hash Function اور Bitcoin میں SHA-256 کا کردار

کرپٹو کرنسی اور بلاک چین کی دنیا میں، اگر کوئی چیز بنیادی ستون کی حیثیت رکھتی ہے تو وہ ہے ہیش فنکشن (Hash Function)۔ یہ صرف ایک تکنیکی اصطلاح نہیں، بلکہ بلاک چین کی سیکیورٹی، سالمیت (integrity)، اور ٹرسٹ لیول کو قائم رکھنے کا سب سے اہم ذریعہ ہے۔ خصوصاً SHA-256، جو کہ بٹ کوائن کے پورے نیٹ ورک میں مرکزی کردار ادا کرتا ہے۔

یہ مضمون نئے سیکھنے والوں اور ٹیکنیکل دلچسپی رکھنے والوں کے لیے ترتیب دیا گیا ہے تاکہ وہ یہ سمجھ سکیں کہ SHA-256 کیا ہے، کیسے کام کرتا ہے، اور بٹ کوائن مائننگ اور ٹرانزیکشن سیکیورٹی میں اس کا کردار کیا ہے۔

ہیش فنکشن (Hash Function) کیا ہوتا ہے؟

ہیش فنکشن ایک میٹھمیٹیکل الگورتھم ہوتا ہے جو کسی بھی ان پٹ (جیسے ایک لفظ، فقرہ، یا پوری فائل) کو ایک معیّن سائز کی آؤٹ پٹ ویلیو میں تبدیل کر دیتا ہے۔ یہ آؤٹ پٹ ایک لمبی ہیکسا ڈیسیمل (hexadecimal) سٹرنگ کی شکل میں ہوتی ہے، جسے ہیش (Hash) کہتے ہیں۔

مثال:
آپ “Bitcoin” لکھیں اور SHA-256 الگورتھم پر ڈالیں، تو یہ آپ کو کچھ ایسا رزلٹ دے گا:

یاد رکھیں:

• ہیش فنکشن کی آؤٹ پٹ ہمیشہ ایک جیسی لمبائی کی ہوتی ہے (SHA-256 میں 256 بٹس)۔

• تھوڑا سا بھی فرق ان پٹ میں ہو، تو ہیش مکمل بدل جائے گا۔

• ہیش کو اصل ڈیٹا میں واپس تبدیل کرنا تقریباً ناممکن ہوتا ہے۔

SHA-256 (Secure Hash Algorithm 256-bit

📌 SHA-256 کیا ہے؟

SHA-256 (Secure Hash Algorithm 256-bit) ایک معروف کرپٹوگرافک ہیش فنکشن ہے، جو امریکی نیشنل سیکیورٹی ایجنسی (NSA) نے تیار کیا اور یہ SHA-2 فیملی کا حصہ ہے۔ یہ فنکشن کسی بھی ڈیٹا یا پیغام کو 256-bit یعنی 64 ہیکساڈیسیمل کریکٹرز کے ایک منفرد ہیش میں تبدیل کر دیتا ہے، جسے واپس اصل ڈیٹا میں تبدیل کرنا عملی طور پر ناممکن ہوتا ہے۔

بٹ کوائن (Bitcoin) اور دیگر کئی بلاک چین پروجیکٹس SHA-256 پر انحصار کرتے ہیں کیونکہ یہ نہ صرف محفوظ ہے بلکہ تیز رفتاری سے کام بھی کرتا ہے، جو کہ ایک ڈی سینٹرلائزڈ نیٹ ورک کے لیے انتہائی اہم ہے۔

⚙️ SHA-256 کی بنیادی خصوصیات

✅ فکسڈ سائز آؤٹ پٹ (Fixed Size Output)
چاہے آپ SHA-256 کو ایک لفظ دیں یا ایک پوری کتاب، یہ ہمیشہ 256-bit لمبی آؤٹ پٹ ہی بنائے گا۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ بلاک چین میں ہر بلاک یا ٹرانزیکشن کا ہیش ایک معیاری سائز کا ہوتا ہے، جس سے سسٹم کا نظم و نسق آسان ہوتا ہے۔

✅ Collision Resistance
یہ خاصیت اس بات کو یقینی بناتی ہے کہ دو مختلف ان پٹس کبھی بھی ایک ہی ہیش پیدا نہیں کر سکتے۔ یعنی اگر آپ دو مختلف پیغامات یا ڈیٹا سیٹ SHA-256 پر چلائیں، تو ان کے ہیش ہمیشہ منفرد ہوں گے۔ یہ خصوصیت بلاک چین میں بے حد اہم ہے، کیونکہ اگر دو مختلف بلاکس کا ایک ہی ہیش بن جائے تو نیٹ ورک میں شدید کنفیوژن اور سیکیورٹی خلا پیدا ہو سکتا ہے۔

✅ High Computation Speed
SHA-256 کو نہ صرف محفوظ بلکہ تیزرفتار طریقے سے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ یہی وجہ ہے کہ بٹ کوائن نیٹ ورک، جس میں ہزاروں مائنرز مسلسل ہیشنگ کر رہے ہوتے ہیں، اتنے بڑے پیمانے پر بھی کارآمد طریقے سے چلتا ہے۔

✅ Pre-image Resistance
اس کا مطلب یہ ہے کہ اگر آپ کے پاس صرف ہیش موجود ہو، تو اصل ان پٹ کو تلاش کرنا عملی طور پر ناممکن ہوتا ہے۔ اس خصوصیت کی بدولت اگر کوئی صرف ہیش دیکھے تو وہ اندازہ نہیں لگا سکتا کہ اس کے پیچھے کون سا ڈیٹا چھپا ہے — یعنی سسٹم محفوظ رہتا ہے۔

بٹ کوائن (Bitcoin) میں SHA-256 کا کردار

اب آتے ہیں اصل سوال کی طرف: SHA-256 بٹ کوائن میں کیا کام کرتا ہے؟

1. بلاک کی ہیشنگ (Block Hashing)

بٹ کوائن بلاک چین میں جب بھی کوئی نیا بلاک تیار کیا جاتا ہے، اس میں موجود ہر چیز — جیسے ٹرانزیکشنز (Transactions)، ٹائم اسٹیمپ (Timestamp)، اور پچھلے بلاک کا ہیش — کو ایک ساتھ ملا کر SHA-256 الگورتھم پر چلایا جاتا ہے۔
اس کا نتیجہ ایک منفرد ہیش کی شکل میں نکلتا ہے، جو اس بلاک کا ڈیجیٹل فنگر پرنٹ (Digital Fingerprint) ہوتا ہے۔

اس کی خاص بات یہ ہے کہ اگر بلاک کے ڈیٹا میں ایک نقطے یا ایک بٹ کا بھی فرق ہو جائے، تو نتیجے میں بننے والا ہیش مکمل طور پر بدل جائے گا۔
یہی وجہ ہے کہ بلاک چین میں ہر بلاک پچھلے بلاک سے جڑا ہوتا ہے، اور اگر کوئی ایک بلاک چھیڑا جائے، تو پوری چین متاثر ہو جائے گی — جسے پکڑنا اور بلاک چین کی سالمیت کا تحفظ کرنا آسان ہو جاتا ہے۔

مثال کے طور پر:

• بلاک A → ہیش A

• بلاک B → ہیش B (جس میں ہیش A بھی شامل ہوتا ہے)

اگر بلاک A میں کوئی تبدیلی ہو، تو ہیش A بدل جائے گا، جس سے ہیش B بھی متاثر ہو گا، اور یہ سلسلہ آگے تک چلے گا۔

2. پروف آف ورک (Proof of Work) اور مائننگ (Mining)

SHA-256 کا سب سے مشہور اور اہم استعمال بٹ کوائن مائننگ میں ہوتا ہے۔ مائننگ وہ عمل ہے جس کے ذریعے مائنرز نیٹ ورک میں نئے بلاکس شامل کرتے ہیں اور اس کے بدلے میں انعام پاتے ہیں۔

یہ کیسے ہوتا ہے؟

• بٹ کوائن نیٹ ورک ایک مخصوص “ہدف” (Target) رکھتا ہے — یعنی بلاک کا ہیش ایک خاص حد سے نیچے ہونا چاہیے، مثلاً ہیش کی ابتدا میں چار یا پانچ صفر ہونا ضروری ہے۔

• یہ کام سیدھا نہیں ہوتا؛ مائنرز کو بار بار نانس (Nonce) — یعنی ایک نمبر — تبدیل کرنا پڑتا ہے اور ہر بار نیا ہیش بنانا پڑتا ہے جب تک کہ مطلوبہ ہیش نہ مل جائے۔

• چونکہ SHA-256 کا آؤٹ پٹ بالکل unpredictable ہوتا ہے، مائنرز کو ٹرائل اینڈ ایرر (Trial & Error) سے کام لینا پڑتا ہے۔

یہی عمل پروف آف ورک (Proof of Work) کہلاتا ہے، جو نیٹ ورک کی سیکیورٹی کو برقرار رکھتا ہے اور نیٹ ورک میں شامل ہونے والے مائنرز کو ان کی محنت کا انعام دیتا ہے۔

3. ٹرانزیکشن ویری فکیشن (Transaction Verification)

بٹ کوائن نیٹ ورک میں صرف بلاکس ہی نہیں، بلکہ ہر ٹرانزیکشن بھی SHA-256 سے ہیش کی جاتی ہے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ اس میں کوئی تبدیلی نہ کی جا سکے۔
تمام ٹرانزیکشنز کو ایک خاص ڈھانچے میں جوڑا جاتا ہے جسے مرکل ٹری (Merkle Tree) کہتے ہیں۔

مرکل ٹری کیسے کام کرتا ہے؟

• سب سے پہلے، ہر ٹرانزیکشن کا الگ ہیش بنایا جاتا ہے۔

• پھر یہ ہیشز جوڑے بنا کر ایک دوسرے کے ساتھ ملا دیے جاتے ہیں اور ان کا مشترکہ ہیش بنایا جاتا ہے۔

• یہ سلسلہ چلتا رہتا ہے جب تک کہ صرف ایک ہیش باقی رہ جائے — جسے مرکل روٹ (Merkle Root) کہا جاتا ہے۔

یہ مرکل روٹ بلاک ہیڈر میں شامل کیا جاتا ہے، اور یہ بلاک کی تمام ٹرانزیکشنز کی نمائندگی کرتا ہے۔ اگر کسی ایک ٹرانزیکشن میں بھی ردوبدل ہو، تو مرکل روٹ بدل جائے گا، اور اس سے نیٹ ورک فوراً جان جائے گا کہ مسئلہ کہاں پیدا ہوا ہے۔

SHA-256 بمقابلہ دیگر ہیش فنکشنز

SHA-256 کی سیکیورٹی

SHA-256 کو بلاک چین اور کرپٹو کرنسی کی دنیا میں محفوظ ترین ہیش فنکشنز میں شمار کیا جاتا ہے، اور اس کی سب سے بڑی وجہ اس کا وسیع کی اسپیس (Key Space) ہے۔

🔒 Brute Force Attack کے خلاف حفاظت

Brute Force Attack ایک ایسا طریقہ ہوتا ہے جس میں ہیکر ہر ممکنہ ہیش کی کوشش کر کے صحیح ہیش ڈھونڈنے کی کوشش کرتا ہے۔ لیکن SHA-256 کا سائز 256 بٹس ہے، جس کا مطلب ہے کہ یہ 2^256 ممکنہ ہیشز پیدا کر سکتا ہے۔ یہ نمبر کتنا بڑا ہے؟ تقریباً 1.1 x 10^77، یعنی ایک ایسا عدد جو انسانی تصور سے باہر ہے۔

مثال کے طور پر: اگر دنیا کی ہر مشین ہر سیکنڈ کھربوں ہیش چیک کرے، تب بھی کائنات کی عمر ختم ہو جائے گی، لیکن SHA-256 کا مکمل کی اسپیس ختم نہیں ہوگا۔ یہی وجہ ہے کہ SHA-256 کو brute force سے توڑنا عملی طور پر ناممکن ہے۔

⚠️ Quantum Computing کے ممکنہ خطرات

اگرچہ آج کی کلاسیکل کمپیوٹنگ میں SHA-256 کو توڑنے کا کوئی عملی طریقہ نہیں، لیکن مستقبل میں Quantum Computing ایک چیلنج بن سکتی ہے۔ Quantum کمپیوٹرز اپنے مخصوص الگورتھمز، جیسے Shor’s Algorithm اور Grover’s Algorithm، کے ذریعے موجودہ کرپٹوگرافک سسٹمز کو کمزور بنا سکتے ہیں۔

Grover’s Algorithm خاص طور پر سرچ اسپیس کو سیمی ریڈکشن یعنی نصف کر دیتا ہے، یعنی SHA-256 کی مؤثر سیکیورٹی 256 بٹ سے 128 بٹ ہو جائے گی۔ اگرچہ یہ اب بھی کافی محفوظ سمجھا جاتا ہے، لیکن کرپٹوگرافی کی دنیا میں اس پر تحقیق جاری ہے کہ مستقبل میں quantum-resistant الگورتھمز متعارف کرائے جائیں۔

🛡️ فی الحال SHA-256 کی پوزیشن

اس وقت SHA-256 دنیا بھر کے مالیاتی، بلاک چین، اور دیگر حساس سسٹمز میں استعمال ہو رہا ہے، اور اسے توڑنے کے لیے کوئی عملی یا تجارتی خطرہ موجود نہیں۔
یہی وجہ ہے کہ:

• • بٹ کوائن جیسے نیٹ ورکس SHA-256 پر اعتماد کرتے ہیں

  • بڑی مالیاتی کمپنیاں اور ڈیجیٹل سیکیورٹی پلیٹ فارمز SHA-256 کو اپنے انکرپشن اور ڈیٹا پروٹیکشن میں استعمال کرتے ہیں

  • cryptographic کمیونٹی SHA-256 کو industry standard مانتی ہے

SHA-256 کا عملی فائدہ

1. بلاک چین کی سالمیت محفوظ بنانا

بلاک چین (Blockchain) میں سالمیت (Integrity) کا مطلب ہے کہ ایک بار جو ڈیٹا بلاک میں محفوظ کر دیا جائے، وہ بعد میں بغیر کسی نشان کے بدلا نہ جا سکے۔ SHA-256 اس سالمیت کو محفوظ رکھنے میں مرکزی کردار ادا کرتا ہے۔ جب بھی کوئی بلاک مکمل ہوتا ہے، اس کا ایک ہیش بنایا جاتا ہے۔ اگر کوئی ہیکر یا بدنیت شخص اس بلاک کے ڈیٹا میں ایک بھی بٹ بدلنے کی کوشش کرے، تو اس کا ہیش مکمل طور پر بدل جائے گا، جس سے یہ واضح ہو جائے گا کہ بلاک خراب ہو گیا ہے۔ چونکہ ہر بلاک کا ہیش اگلے بلاک کے ساتھ جڑا ہوتا ہے، اس لیے ایک بلاک میں تبدیلی کرنے سے پوری چین متاثر ہو جاتی ہے، جسے بدلنا تقریباً ناممکن ہوتا ہے۔ یہ میکانزم بلاک چین کی سالمیت کو مضبوط بناتا ہے۔

2. ہر بلاک کا مستقل، منفرد اور غیر بدلنے والا ریکارڈ

SHA-256 کی وجہ سے بلاک چین میں ہر بلاک کو ایک منفرد ڈیجیٹل فنگر پرنٹ (Digital Fingerprint) ملتا ہے۔ جب بلاک کا ڈیٹا، جیسے کہ ٹرانزیکشن لسٹ، ٹائم اسٹیمپ اور پچھلے بلاک کا ہیش، ملا کر SHA-256 پر چلایا جاتا ہے، تو نتیجے میں ایک مخصوص ہیش ویلیو نکلتی ہے۔ یہ ہیش ویلیو بلاک کی شناخت بن جاتی ہے۔ اس طرح اگر کوئی بلاک بعد میں بدلا جائے تو اس کا ہیش بھی بدل جاتا ہے، جس سے فوری پتہ چل جاتا ہے کہ ریکارڈ چھیڑا گیا ہے۔ اس خاصیت کی وجہ سے بلاک چین میں محفوظ کیا گیا ریکارڈ مستقل، منفرد اور ناقابلِ تبدیلی (Immutable) ہوتا ہے، جس پر کسی کی یکطرفہ مرضی نہیں چلتی۔

3. ٹرسٹ لیس سسٹم میں “ٹرسٹ” قائم رکھنا

بٹ کوائن جیسے ڈی سینٹرلائزڈ سسٹمز میں کوئی مرکزی ادارہ (جیسے بینک یا حکومت) موجود نہیں ہوتا جو لین دین کی تصدیق کرے۔ ایسے سسٹمز کو ٹرسٹ لیس سسٹمز (Trustless Systems) کہا جاتا ہے، یعنی آپ کو کسی فرد یا ادارے پر اعتماد کرنے کی ضرورت نہیں۔ یہاں SHA-256 اہم کردار ادا کرتا ہے۔ چونکہ ہر بلاک اور ٹرانزیکشن کا ہیش آسانی سے سب کے لیے قابلِ تصدیق ہوتا ہے، اس لیے سسٹم میں شفافیت آتی ہے اور ہر شخص خود تصدیق کر سکتا ہے کہ سب کچھ درست ہے یا نہیں۔ یہ ٹیکنالوجی کا اعتماد ہے، نہ کہ کسی انسان یا ادارے کا، جس کی بنیاد پر بٹ کوائن کا نیٹ ورک چلتا ہے۔

4. مائنرز کے لیے نیٹ ورک کو محفوظ رکھنے کا انعامی نظام

بٹ کوائن مائننگ میں مائنرز نیٹ ورک کی سیکیورٹی کو مضبوط بنانے کے لیے پیچیدہ حسابی مسائل حل کرتے ہیں، جن کی بنیاد SHA-256 ہیشنگ ہوتی ہے۔ یہ کام “پروف آف ورک” (Proof of Work) کہلاتا ہے۔ جیسے ہی کوئی مائنر درست ہیش ڈھونڈ لیتا ہے، وہ ایک نیا بلاک بنا کر نیٹ ورک میں شامل کرتا ہے، جس کے بدلے میں اسے بٹ کوائن کا انعام (Reward) ملتا ہے۔ یہ انعام مائنرز کو نہ صرف نیٹ ورک کو محفوظ رکھنے کی ترغیب دیتا ہے، بلکہ انہیں معاشی فائدہ بھی پہنچاتا ہے۔ مائنرز کی یہ محنت نیٹ ورک کو ہیکنگ اور بدنیتی سے محفوظ رکھنے میں مددگار بنتی ہے، کیونکہ نیٹ ورک پر حملہ کرنے کے لیے اتنی بڑی کمپیوٹنگ پاور درکار ہوتی ہے جو ایک عام حملہ آور کے لیے ممکن نہیں۔

عام زندگی کی مثال

فرض کریں آپ ایک ڈیجیٹل فائل پر “سائن” کرنا چاہتے ہیں تاکہ یہ ثابت ہو جائے کہ یہ اصلی ہے اور اس میں کوئی تبدیلی نہیں ہوئی۔
SHA-256 ایسا سائن مہیا کرتا ہے جو ناقابلِ رد و تبدیل ہوتا ہے۔
اگر کوئی فائل کا ایک لفظ بھی بدل دے، تو نیا ہیش مکمل طور پر مختلف ہو گا — آپ فوراً جان جائیں گے کہ چھیڑ چھاڑ ہوئی ہے۔

خلاصہ

SHA-256 صرف ایک ہیش فنکشن نہیں، بلکہ بٹ کوائن بلاک چین کی ریڑھ کی ہڈی ہے۔
یہی وہ الگورتھم ہے جو بلاک کی تصدیق، مائننگ، ٹرانزیکشن سیکیورٹی، اور بلاک چین کی ناقابلِ تبدیلی (immutability) کو یقینی بناتا ہے۔
اگر SHA-256 نہ ہوتا تو بٹ کوائن جیسا غیر مرکزی، محفوظ اور شفاف نظام ممکن نہ ہوتا۔