Что такое хеш игры

Что такое хеш и для чего он нужен?

Что такое хеш?Хеш-функцией называется математическое преобразование информации в короткую, определенной длины строку.

Зачем это нужно?Анализ при помощи хеш-функций часто используют для контроля целостности важных файлов операционной системы, важных программ, важных данных. Контроль может производиться как по необходимости, так и на регулярной основе.

Как это делается?Вначале определяют, целостность каких файлов нужно контролировать. Для каждого файла производится вычисления значения его хеша по специальному алгоритму с сохранением результата. Через необходимое время производится аналогичный расчет и сравниваются результаты. Если значения отличаются, значит информация содержащаяся в файле была изменена.

Какими характеристиками должна обладать хеш-функция?

• должна уметь выполнять преобразования данных произвольной длины в фиксированную;
• должна иметь открытый алгоритм, чтобы можно было исследовать её криптостойкость;
• должна быть односторонней, то есть не должно быть математической возможности по результату определить исходные данные;
• должна «сопротивляться» коллизиям, то есть не должна выдавать одинаковых значений при разных входных данных;
• не должна требовать больших вычислительных ресурсов;
• при малейшем изменении входных данных результат должен существенно изменяться.

Какие популярные алгоритмы хеширования?В настоящее время используются следующие хеш-функции:

• CRC – циклический избыточный код или контрольная сумма. Алгоритм весьма прост, имеет большое количество вариаций в зависимости от необходимой выходной длины. Не является криптографическим!
• MD 5 – очень популярный алгоритм. Как и его предыдущая версия MD 4 является криптографической функцией. Размер хеша 128 бит.
• SHA -1 – также очень популярная криптографическаяфункция. Размер хеша 160 бит.
• ГОСТ Р 34.11-94 – российский криптографический стандарт вычисления хеш-функции. Размер хеша 256 бит.

Когда эти алгоритмы может использовать системный администратор? Часто при скачивании какого-либо контента, например программ с сайта производителя, музыки, фильмов или другой информации присутствует значение контрольных сумм, вычисленных по определенному алгоритму. Из соображений безопасности после скачивания необходимо провести самостоятельное вычисление хеш-функции и сравнить значение с тем, что указано на сайте или в приложении к файлу. Делали ли вы когда-нибудь такое?

Чем удобнее рассчитывать хеш?Сейчас существует большое количество подобных утилит как платных, так и свободных для использования. Мне лично понравилась HashTab . Во-первых, утилита при установке встраивается в виде вкладки в свойства файлов, во-вторых, позволяет выбирать большое количество алгоритмов хеширования, а в третьих является бесплатной для частного некоммерческого использования.

Что есть российского? Как было сказано выше в России есть стандарт хеширования ГОСТ Р 34.11-94, который повсеместно используется многими производителями средств защиты информации. Одним из таких средств является программа фиксации и контроля исходного состояния программного комплекса «ФИКС». Эта программа является средством контроля эффективности применения СЗИ.

Производитель — Центр безопасности информации . Привожу краткое описание возможностей программы.
ФИКС (версия 2.0.1) для Windows 9x/NT/2000/XP

• Вычисление контрольных сумм заданных файлов по одному из 5 реализованных алгоритмов.
• Фиксация и последующий контроль исходного состояния программного комплекса.
• Сравнение версий программного комплекса.
• Фиксация и контроль каталогов.
• Контроль изменений в заданных файлах (каталогах).
• Формирование отчетов в форматах TXT, HTML, SV.
• Изделие имеет сертификат ФСТЭК по НДВ 3 № 913 до 01 июня 2013 г.

А как на счет ЭЦП? Результат вычисления хеш-функции вместе с секретным ключом пользователя попадает на вход криптографического алгоритма, где и рассчитывается электронно-цифровая подпись. Строго говоря, хеш-функция не является частью алгоритма ЭЦП, но часто это делается специально, для того, чтобы исключить атаку с использованием открытого ключа.

В настоящее время многие приложения электронной коммерции позволяют хранить секретный ключ пользователя в закрытой области токена ( ruToken , eToken ) без технической возможности извлечения его оттуда. Сам токен имеет весьма ограниченную область памяти, измеряемую в килобайтах. Для подписания документа нет никакой возможности передать документ в сам токен, а вот передать хеш документа в токен и на выходе получить ЭЦП очень просто.

Что такое хеш игры

Синонимы: нет

Хэш или хэш-функция – одна из основных составляющих современной криптографии и алгоритма блокчейна.

Хэширование представляет собой преобразование любого объема информации в уникальный набор символов, который присущ только этому массиву входящей информации. Этот набор символов и будет называться хэшем.

Свойства хэша

У хэш-функции есть несколько обязательных свойств:

• Хэш всегда уникален для каждого массива информации. Однако иногда случаются так называемые коллизии, когда для разных входных блоков информации вычисляются одинаковые хэш-коды.
• При самом незначительном изменении входной информации ее хэш полностью меняется.
• Хэш-функция необратима и не позволяет восстанавливать исходный массив информации из символьной строки. Это можно сделать, только перебрав все возможные варианты, что при бесконечном количестве информации требует много времени и денег.
• Хэширование позволяет достаточно быстро вычислить нужный хэш для достаточно большого объема информации.
• Алгоритм работы хэш-функции, как правило, делается открытым, чтобы при необходимости можно было оценить ее стойкость к восстановлению начальных данных по выдаваемому хэшу.
• Хэш-функция должна уметь приводить любой объем данных к числу заданной длины.

Практическое использование хэша

Работа с большими объемами информации

Такой пример не часто встречается в реальной работе, но он наглядно показывает, насколько хэш-функция может облегчить работу с большими объемами информации.

Например, в массив из нескольких миллионов разных строк длиной 1 млн символов нужно добавить еще одну, при условии, что там ее еще нет. Чтобы не заниматься посимвольным сравнением каждой строки, можно предварительно вычислить хэш каждой из них, и уже сделать сравнение по нему. Вся работа упрощается и ускоряется в разы.

Проверка целостности данных при передаче

Для таких проверок часто используются простые хэш-функции.

Например, один пользователь передает другому определенный массив данных, а затем хэш от него. Получатель информации, захэшировав информацию у себя и сравнив хэши, может удостовериться, что он получил именно те данные, которые были отправлены.

В технологии блокчейн хэш также используется для проверки целостности данных. Хэш выступает гарантией целостности цепочки транзакций (платежей) и защищает ее от несанкционированных изменений. Благодаря ему и распределенным вычислениям взломать блокчен очень сложно.

Шифрование

На практике некоторые хэш-функции также используются для шифрования. Благодаря практически полностью хаотичному соответствию хэшей исходным данным, практически невозможно вычислить начальный массив данных. Такие хэш-функции должны быть очень стойкими к коллизиям, т.е. должна обладать минимальной вероятностью получения двух одинаковых хэшей для двух разных массивов данных. Расчеты по таким алгоритмам более сложные и требует больше времени, но зато отличаются надежностью.

Электронные цифровые подписи

Использование хэша в данной технологии позволяет пользователю, который подписывает документ, быть уверенным, что он подписывает именно тот документ, который требуется. Также хэш используется при формировании электронной цифровой подписи и аутентификации пользователей.

Хранение паролей

Для доступа к сайтам и серверам по логину и паролю тоже часто используют хэширование.

Пользователь регистрируется на сайте:

• Заполняет форму регистрации, включая поле Пароль,
• Пароль обрабатывается хэш-функцией и помещается в базу данных,
• Оригинальное значение пароля нигде не используется.

Пользователь входит на сайт:

• Вводит свой логин и пароль,
• Пароль хэшируется и сравнивается с данными базы,
• Если хэши совпадают, пользователя заходит на сайт.

Друзья, теперь вы можете поддержать Лайкни https://pay.cloudtips.ru/p/8828f748
Ваши донаты помогут нам и дальше радовать вас полезным контентом.

• русские термины
• english terms

Как расшифровать хеш без долгих вычислений?

Нередко бывает нужно узнать пароль, имея на руках только хеш. Для перебора вариантов можно использовать свой компьютер, но гораздо быстрее воспользоваться уже существующей базой данных. Даже в общедоступных базах содержатся десятки миллионов пар хеш — пароль, и поиск по ним через облачный сервис занимает считаные секунды.

В мире существует несколько зеттабайт цифровых данных, но далеко не вся эта информация уникальна: повторы разбросаны по миллиардам носителей и серверов. Независимо от типа данных, для работы с ними требуется решать одни и те же принципиальные задачи. Это снижение избыточности за счет частичного устранения повторов (дедупликация), проверка целостности, инкрементное создание резервных копий и авторизация пользователей. Конечно, последний аспект интересует нас больше всего, однако все эти технические приемы базируются на общих методах обработки данных с использованием хеширования. Существуют облачные сервисы, которые позволяют использовать эту процедуру быстрее — с хорошо известными целями.

На первый взгляд кажется странным, что в разных задачах применяется общая процедура вычисления и сравнения контрольных сумм или хешей — битовых последовательностей фиксированной длины. Однако этот метод действительно универсален. Контрольные суммы служат своеобразными цифровыми отпечатками файлов, ключей, паролей и других данных, называемых в криптографии messages — сообщения. Хеши (или дайджесты, от англ. digest) позволяют сравнивать их между собой, быстро обнаруживать любые изменения и обезопасить проверку доступа. Например, с помощью хешей можно проверять соответствие введенных паролей, не передавая их в открытом виде.

Математически этот процесс выполняется одним из алгоритмов хеширования — итерационного преобразования блоков данных, на которые разбивается исходное сообщение. На входе может быть что угодно — от короткого пароля до огромной базы данных. Все блоки циклично дописываются нулями или урезаются до заданной длины до тех пор, пока не будет получен дайджест фиксированного размера.

Обычно хеши записываются в шестнадцатеричном виде. Так их гораздо удобнее сравнивать на вид, а запись получается в четыре раза короче двоичной. Самые короткие хеши получаются при использовании Adler-32, CRC32 и других алгоритмов с длиной дайджеста 32 бита. Самые длинные — у SHA-512. Кроме них, существует с десяток других популярных хеш-функций, и большинство из них способно рассчитывать дайджесты промежуточной длины: 160, 224, 256 и 384 бита. Попытки создать функцию с увеличенной длиной хеша продолжаются, поскольку чем длиннее дайджест, тем больше разных вариантов может сгенерировать хеш-функция.

Предельный объем исходных данных, который может обработать хеш-функция, определяется формой их представления в алгоритме. Обычно они записываются как целое 64-битное число, поэтому типичный лимит составляет 264 бит минус единица, или два эксабайта. Такое ограничение пока не имеет практической значимости даже для очень крупных дата-центров.

Неповторимость — залог надежности

Уникальность хеша — одно из его ключевых свойств, определяющее криптостойкость системы шифрования. Дело в том, что число вариантов возможных паролей теоретически бесконечно, а вот число хешей всегда конечное, хоть и очень большое. Дайджесты любой хеш-функции будут уникальны лишь до определенной степени. Степени двойки, если быть точным. К примеру, алгоритм CRC32 дает множество всего из 232 вариантов, и в нем трудно избежать повторений. Большинство других функций использует дайджесты длиной 128 или 160 бит, что резко увеличивает число уникальных хешей — до 2’28 и 2160 соответственно.

Совпадение хешей от разных исходных данных (в том числе паролей) называют коллизией. Она может быть случайной (встречается на больших объемах данных) или псевдослучайной — используемой в целях атаки. На эффекте коллизии основан взлом разных криптографических систем — в частности, протоколов авторизации. Все они сначала считают хеш от введенного пароля или ключа, а затем передают этот дайджест для сравнения, часто примешивая к нему на каком-то этапе порцию псевдослучайных данных, или используют дополнительные алгоритмы шифрования для усиления защиты. Сами пароли нигде не сохраняются: передаются и сравниваются только их дайджесты. Здесь важно то, что после хеширования абсолютно любых паролей одной и той же функцией на выходе всегда получится дайджест одинакового и заранее известного размера.

Псевдореверс

Провести обратное преобразование и получить пароль непосредственно из хеша невозможно в принципе, даже если очистить его от соли, поскольку хеширование — это однонаправленная функция. Глядя на полученный дайджест, нельзя понять ни объем исходных данных, ни их тип. Однако можно решить сходную задачу: сгенерировать пароль с таким же хешем. Из-за эффекта коллизии задача упрощается: возможно, ты никогда не узнаешь настоящий пароль, но найдешь совершенно другой, дающий после хеширования по этому же алгоритму требуемый дайджест.

Методы оптимизации расчетов появляются буквально каждый год. Ими занимаются команды HashClash, Distributed Rainbow Table Generator и других международных проектов криптографических вычислений. В результате на каждое короткое сочетание печатных символов или вариант из списка типичных паролей хеши уже вычислены. Их можно быстро сравнить с перехваченным, пока не найдется полное совпадение.

Раньше на это требовались недели или месяцы процессорного времени, которые в последние годы удалось сократить до нескольких часов благодаря многоядерным процессорам и перебору в программах с поддержкой CUDA и OpenCL. Админы нагружают расчетами таблиц серверы во время простоя, а кто-то арендует виртуальный кластер в Amazon ЕС2.

Поиск хеша гуглом

Далеко не все сервисы готовы предоставить услугу поиска паролей по хешам бесплатно. Где-то требуется регистрация и крутится тонна рекламы, а на многих сайтах можно встретить и объявления об услуге платного взлома. Часть из них действительно использует мощные кластеры и загружает их, ставя присланные хеши в очередь заданий, но есть и обычные пройдохи. Они выполняют бесплатный поиск за деньги, пользуясь неосведомленностью потенциальных клиентов.

Вместо того чтобы рекламировать здесь честные сервисы, я предложу использовать другой подход — находить пары хеш — пароль в популярных поисковых системах. Их роботы-пауки ежедневно прочесывают веб и собирают новые данные, среди которых есть и свежие записи из радужных таблиц.

Поэтому для начала просто напиши хеш в поисковой строке Google. Если ему соответствует какой-то словарный пароль, то он (как правило) отобразится среди результатов поисковой выдачи уже на первой странице. Единичные хеши можно погуглить вручную, а большие списки будет удобнее обработать с помощью скрипта BozoCrack

Искать XOR вычислять

Популярные алгоритмы хеширования работают настолько быстро, что к настоящему моменту удалось составить пары хеш — пароль почти для всех возможных вариантов функций с коротким дайджестом. Параллельно у функций с длиной хеша от 128 бит находят недостатки в самом алгоритме или его конкретных реализациях, что сильно упрощает взлом.

В девяностых годах крайне популярным стал алгоритм MD5, написанный Рональдом Ривестом. Он стал широко применяться при авторизации пользователей на сайтах и при подключении к серверам клиентских приложений. Однако его дальнейшее изучение показало, что алгоритм недостаточно надежен. В частности, он уязвим к атакам по типу псевдослучайной коллизии. Иными словами, возможно преднамеренное создание другой последовательности данных, хеш которой будет в точности соответствовать известному.

Поскольку дайджесты сообщений широко применяются в криптографии, на практике использование алгоритма MD5 сегодня приводит к серьезным проблемам. Например, с помощью такой атаки можно подделать цифровой сертификат х.509. В том числе возможна подделка сертификата SSL, позволяющая злоумышленнику выдавать свой фейк за доверенный корневой сертификат (СА). Более того, в большинстве наборов доверенных сертификатов легко найти те, которые по-прежнему используют алгоритм MD5 для подписи. Поэтому существует уязвимость всей инфраструктуры открытых ключей (PKI) для таких атак.

Изнурительную атаку перебором устраивать придется только в случае действительно сложных паролей (состоящих из большого набора случайных символов) и для хеш-функций с дайджестами большой длины (от 160 бит), у которых пока не нашли серьезных недостатков. Огромная масса коротких и словарных паролей сегодня вскрывается за пару секунд с помощью онлайн-сервисов.

Расшифровка хеша онлайн

1. Проект «Убийца хешей» существует уже почти восемь лет. Он помогает вскрыть дайджесты MD5, SHA-160 и NTLM. Текущее количество известных пар составляет 43,7 миллиона. На сайт можно загружать сразу несколько хешей для параллельного анализа. Пароли, содержащие кириллицу и символы других алфавитов, кроме английского, иногда находятся, но отображаются в неверной кодировке. Еще здесь проводится постоянный конкурс взлома паролей по их хешам и доступны утилиты для облегчения этой задачи — например, программы для объединения списков паролей, их переформатирования и устранения повторов.

Hash Killer не дружит с кириллицей, но знает кириллические пароли.

«Убийца хешей» нашел три пароля из пяти за пол секунды.

2. Крэк-станция поддерживает работу с хешами практически всех реально используемых типов. LM, NTLM, MySQL 4.1+, MD2/4/5 + MD5-half, SHA-160/224/256/384/512, ripeMD160 и Whirlpool. За один раз можно загрузить для анализа до десяти хешей. Поиск проводится по индексированной базе. Для MD5 ее объем составляет 15 миллионов пар (около 190 Гб) и еще примерно по 1,5 миллиона для каждой другой хеш-функции.

По уверениям создателей в базу включены из Англоязычной версии Википедии и большинство популярных паролей, собранных из общедоступных списков. Среди них есть и хитрые варианты со сменой регистра, литспиком, повтором символов, зеркалированием и прочими трюками. Однако случайные пароли даже из пяти символов становятся проблемой — в моем тесте половина из них не была найдена даже по LM-хешам.

3. CloudCracker бесплатный сервис мгновенного поиска паролей по хешам MD5 и SHA-1. Тип дайджеста определяется автоматически по его длине.

Пока CloudCracker находит соответствия только хешам некоторых английских слов и распространенных паролей, вроде admin123. Даже короткие пароли из случайных наборов символов типа D358 он не восстанавливает по дайджесту MD5.

4. Сервис MD5Decode содержит базу паролей, для которых известны значения MD5. Он также показывает все остальные хеши, соответствующие найденному паролю: MD2, MD4, SHA (160-512), RIPEMD (128-320), Whirlpool-128, Tiger (128-192 в 3-4 прохода), Snefru-256, GOST, Adler-32, CRC32, CRC32b, FNV (132/164), JOAAT 8, HAVAL (128-256 в 3-5 проходов).

Если число проходов не указано, то функция вычисляет хеш в один проход. Собственного поиска на сайте пока нет, но пароль или его хеш можно написать прямо в адресной строке браузера, добавив его после адреса сайта и префикса /encrypt/.

5. Проект с говорящим названием MD5Decrypt тоже позволяет найти соответствие только между паролем и его хешем MD5. Зато у него есть собственная база из 10 миллионов пар и автоматический поиск по 23 базам дружественных сайтов. Также на сайте имеется хеш-калькулятор для расчета дайджестов от введенного сообщения по алгоритмам MD4, MD5 и SHA-1.

MD5Decrypt находит составные словарные пароли, но хеши на анализ при ни мает только по одному

6. Еще один сайт, MD5Lab получил хостинг у CloudFare в Сан-Франциско. Искать по нему пока неудобно, хотя база растет довольно быстро. Просто возьми на заметку.

Строго говоря, к хеш-функциям в криптографии предъявляются более высокие требования, чем к контрольным суммам на основе циклического кода. Однако эти понятия на практике часто используют как синонимы.

Универсальный подход

Среди десятка хеш-функций наиболее популярны MD5 и SHA-1, но точно такой же подход применим и к другим алгоритмам. К примеру, файл реестра SAM в ОС семейства Windows по умолчанию хранит два дайджеста каждого пароля: LM-хеш (устаревший тип на основе алгоритма DES) и NT-хеш (создается путем преобразования юникодной записи пароля по алгоритму MD4). Длина обоих хешей одинакова (128 бит), но стойкость LM значительно ниже из-за множества упрощений алгоритма.

Постепенно оба типа хешей вытесняются более надежными вариантами авторизации, но многие эту старую схему используют в исходном виде до сих пор. Скопировав файл SAM и расшифровав его системным ключом из файла SYSTEM, атакующий получает список локальных учетных записей и сохраненных для них контрольных значений — хешей.

Далее взломщик может найти последовательность символов, которая соответствует хешу администратора. Так он получит полный доступ к ОС и оставит в ней меньше следов, чем при грубом взломе с помощью банального сброса пароля. Напоминаю, что из-за эффекта коллизии подходящий пароль не обязательно будет таким же, как у реального владельца компьютера, но для Windows разницы между ними не будет вовсе. Как пела группа Bad Religion, «Cause to you I’m just a number and a clever screen name».

Аналогичная проблема существует и в других системах авторизации. Например, в протоколах WPA/WPA2, широко используемых при создании защищенного подключения по Wi-Fi. При соединении между беспроводным устройством и точкой доступа происходит стандартный обмен начальными данными, включающими в себя handshake. Во время «рукопожатия» пароль в открытом виде не передается, но в эфир отправляется ключ, основанный на хеш-функ-ции. Нужные пакеты можно перехватить, переключив с помощью модифицированного драйвера адаптер Wi-Fi в режим мониторинга. Более того, в ряде случаев можно не ждать момента следующего подключения, а инициализировать эту процедуру принудительно, отправив широковещательный запрос deauth всем подключенным клиентам. Уже в следующую секунду они попытаются восстановить связь и начнут серию «рукопожатий».

Сохранив файл или файлы с хендшейком, можно выделить из них хеш пароля и либо узнать сам пароль, либо найти какой-то другой, который точка доступа примет точно так же. Многие онлайн-сервисы предлагают провести анализ не только чистого хеша, но и файла с записанным хендшейком. Обычно требуется указать файл рсар и SSID выбранной точки доступа, так как ее идентификатор используется при формировании ключа PSK.

Проверенный ресурс CloudCracker о котором в последние годы писали все кому не лень, по-прежнему хочет за это денег. Gpuhash принимает биткоины. Впрочем, есть и бесплатные сайты с подобной функцией. Например, DarklRCop.

Пока с помощью онлайн-сервисов и радужных таблиц находятся далеко не все пары хеш — пароль. Однако функции с коротким дайджестом уже побеждены, а короткие и словарные пароли легко обнаружить даже по хешам SHA-160. Особенно впечатляет мгновенный поиск паролей по их дайджестам с помощью Гугла. Это самый простой, быстрый и совершенно бесплатный вариант.

Хеширование

Хеширование — это преобразование информации с помощью особых математических формул. В результате возникает хеш — отображение данных в виде короткой строки, в идеале — уникальной для каждого набора информации. Размер строки может быть одинаковым для информации разного объема.

«IT-специалист с нуля» наш лучший курс для старта в IT

Что такое хеш

Хеш — это не закодированная исходная информация. Это скорее уникальная метка, которая генерируется для каждого набора данных индивидуально. Если захешировать большую книгу и одно слово, получатся хеши одинаковой длины. А если изменить в слове одну букву и снова захешировать полученную строку, новый хеш будет совершенно другим, там не окажется участков, которые повторяли бы предыдущий.

Хеш-функция — это математический алгоритм, по которому хешируется информация. Его название тоже иногда сокращают как «хеш». Хеш-функций существует очень много, они различаются методами вычислений, назначением, надежностью и другими параметрами.

Профессия / 8 месяцев
IT-специалист с нуля

Попробуйте 9 профессий за 2 месяца и выберите подходящую вам

Кто работает с хешированием

• IT-специалисты, разработки которых хранят чувствительную конфиденциальную информацию. Например, в веб-разработке хеши обычно нужны для проверки паролей. Вместо них на сервере хранятся хеши, а когда пользователь вводит пароль, тот автоматически хешируется, и хеш сравнивается с сохраненным на сервере.
• Разработчики, имеющие дело со сложными структурами данных, такими как ассоциативные массивы и хеш-таблицы.
• Люди, которые имеют дело с криптовалютой. В этой сфере активно используется хеширование как удобный способ проверки подлинности данных. На алгоритмах хеширования во многом построен блокчейн.
• Этичные хакеры и специалисты по информационной безопасности для обеспечения конфиденциальности данных или, наоборот, для проверки той или иной информации. Например, конкретный вирус можно распознать по характерному хешу.

Читайте также Кто такой «белый» хакер

Для чего нужно хеширование

Основное назначение хеширования — проверка информации. Эта задача важна в огромном количестве случаев: от проверки паролей на сайте до сложных вычислений в блокчейне. Так как хеш — это уникальный код определенного набора данных, по нему можно понять, соответствует ли информация ожидаемой. Поэтому программа может хранить хеши вместо образца данных для сравнения. Это может быть нужно для защиты чувствительных сведений или экономии места.

Вот несколько примеров:

• вместо паролей на сервере хранятся хеши паролей;
• антивирус хранит в базе хеши вирусов, а не образцы самих программ;
• электронная подпись использует хеш для верификации;
• информация о транзакциях криптовалюты хранится в виде кешей;
• коммиты в Git идентифицируются по хешу (подробнее про Git и коммиты можно прочесть в нашей статье).

Среди других, менее распространенных примеров использования — поиск дубликатов в больших массивах информации, генерация ID и построение особых структур данных. Это, например, хеш-таблицы — в них идентификатором элемента является его хеш, и он же определяет расположение элемента в таблице.

Как работает хеш-функция

Возможных преобразований для получения хеша бесконечное количество. Это могут быть формулы на основе умножения, деления и других операций, алгоритмы разного уровня сложности. Но если хеш применяется для защиты данных, его функция должна быть криптографической — у таких хеш-функций есть определенные свойства. Именно криптографические хеш-функции используются, например, при хранении паролей.

Если говорить о криптографической хеш-функции, то она чаще всего работает в несколько шагов. Данные разбиваются на части и проходят через сжимающую функцию, которая преобразовывает информацию в меньшее количество бит. Функция должна быть криптостойкой — такой, результат которой практически невозможно вскрыть.

А вот хеш-функции для более простых случаев, например построения таблиц, не обязаны быть криптографическими. Там преобразования могут быть проще.

Курс для новичков «IT-специалист
с нуля» – разберемся, какая профессия вам подходит, и поможем вам ее освоить

Свойства криптографических хеш-функций

Необратимость. Из хеша нельзя получить исходные данные даже теоретически. Слишком много информации отбрасывается в процессе; это не зашифровка информации.

Детерминированность. Если подать хеш-функции одинаковые данные, то и хеш у них будет одинаковым. Именно это свойство позволяет использовать хеши для проверки подлинности информации.

Уникальность. Идеальная хеш-функция выдает стопроцентно уникальный результат для каждого возможного набора данных. В реальности такое невозможно, и иногда случаются коллизии — одинаковые хеши для разных сведений. Но существующие хеш-функции достаточно сложны, поэтому вероятность коллизии сводится к минимуму.

Разнообразие. Даже если два набора информации различаются одним-двумя символами, их хеши будут кардинально разными. У них не будет общих блоков, по ним невозможно будет понять, что исходные данные схожи.

Высокая скорость генерации. Это в целом свойство любых хешей: в отличие от зашифрованных версий файлов, они генерируются быстро, даже если входной массив данных большой.

Профессия / 13 месяцев
«Белый» хакер

Взламывайте ПО безнаказанно и за оплату

Безопасность криптографической хеш-функции

Цель использования хешей — обеспечить безопасность пользователей. Идентификация или проверка подлинности данных нужны, чтобы никто не мог воспользоваться чувствительной информацией в своих целях. Поэтому специалисты пользуются именно криптографическими хеш-функциями. Они должны быть безопасными — так, чтобы никто не мог взломать их.

Идеальная криптографическая хеш-функция полностью отвечает перечисленным ниже требованиям. Реальные не могут ответить им на 100%, поэтому задача их создателей — максимально приблизиться к нужным свойствам.

Стойкость к коллизиям. Выше мы писали, что коллизия — явление, когда у двух разных наборов данных получается одинаковый хеш. Это небезопасно, потому что так злоумышленник сможет подменить верную информацию неверной. Поэтому коллизий стремятся максимально избегать.

Современные криптографические хеш-функции не полностью устойчивы к коллизиям. Но так как они очень сложные, для поиска коллизии нужно огромное количество вычислений и много времени — годы или даже столетия. Задача такого поиска становится практически невыполнимой.

Стойкость к восстановлению данных. Частично это означает все ту же необратимость, о которой мы писали выше. Но восстановить данные в теории можно не только с помощью обратной функции — еще есть метод подбора. Стойкость к восстановлению данных подразумевает, что, даже если злоумышленник будет очень долго подбирать возможные комбинации, он никогда не сможет получить исходный массив информации.

Это требование выполняется для современных функций. Информации в мире настолько много, что полный перебор всех возможных комбинаций занял бы бесконечно большое количество времени.

Устойчивость к поиску первого и второго прообраза. Первый прообраз — как раз возможность найти обратную функцию. Такой возможности нет, ведь криптографическая хеш-функция необратима. Этот пункт пересекается с требованием стойкости к восстановлению данных.

Второй прообраз — почти то же самое, что нахождение коллизии. Разница только в том, что в случае со вторым прообразом ищущий знает и хеш, и исходные данные, а при поиске коллизии — только хеш. Хеш-функция, неустойчивая к поиску второго прообраза, уязвима: если злоумышленник будет знать исходные данные, он сможет подменить информацию.

Криптографические хеш-функции устойчивы к поиску второго прообраза потому же, почему они считаются стойкими к коллизиям. Вычисления для нахождения таких данных слишком сложные и длительные, чтобы задача была реальной.

IT-специалист с нуля

Наш лучший курс для старта в IT. За 2 месяца вы пробуете себя в девяти разных профессиях: мобильной и веб-разработке, тестировании, аналитике и даже Data Science — выберите подходящую и сразу освойте ее.