Редактор Downcodes поможет вам понять алгоритм хеширования! Хэш-функция — это алгоритм, который сопоставляет входные данные любой длины с выходными данными фиксированной длины. Он широко используется в таких областях, как проверка целостности данных, шифрование данных и хранение хэшей. В этой статье в простой и понятной форме будут объяснены концепция, принцип, сценарии применения хеш-алгоритмов и распространенных хеш-алгоритмов, таких как MD5, серия SHA, bcrypt и scrypt, а также проанализированы проблемы безопасности хеш-алгоритмов, таких как такие как атаки столкновений, атаки радужных таблиц и атаки обхода. Я надеюсь, что эта статья поможет вам лучше понять алгоритм хэширования и его важную роль в практических приложениях.
Хэш — это функция, которая сопоставляет входные данные различной длины с выходными данными фиксированной длины. Она широко используется во многих областях, таких как проверка целостности данных, шифрование данных и хранение хэшей. Общие алгоритмы хеширования включают MD5, серию SHA, bcrypt, scrypt и т. д. Среди них SHA-256 и SHA-512 широко используются в области безопасности, тогда как MD5 больше не рекомендуется из-за проблем с безопасностью.
Хэш, китайский перевод — хэш, также часто называемый хешем. Это функция, которая сопоставляет входные данные разной длины с выходными данными фиксированной длины, обычно более короткой строкой или числом. Этот вывод часто называют хеш-значением или хэш-значением. В конструкции хеш-функции учитываются быстрые вычисления и уменьшение коллизий хеш-функций, поскольку разные входные данные могут получить одно и то же значение хеш-функции. Такая ситуация называется коллизией хеш-функций.
Принцип построения хэш-функции заключается в том, что небольшие изменения входных данных приведут к огромным изменениям выходного значения хеш-функции. Это свойство называется «лавинным эффектом». Хорошая хеш-функция спроектирована так, чтобы быть единообразной, то есть небольшие изменения во входных данных будут равномерно распределены в выходном значении хеш-функции, тем самым уменьшая возможность коллизий. Общие хеш-функции включают MD5, SHA-1, SHA-256 и т. д. С развитием компьютерных технологий для некоторых сценариев с высокими требованиями безопасности, таких как криптографические приложения, некоторые традиционные хэш-функции больше не рекомендуются из-за их недостаточной производительности и были взломаны.
1. Проверка целостности данных
Хэш-значения можно использовать для проверки того, изменились ли данные во время передачи или хранения. Например, во время процесса передачи файла отправитель может вычислить значение хеш-функции файла и отправить его получателю. Получатель пересчитывает значение хеш-функции после его получения, а затем сравнивает его с полученным значением хеш-функции, если оно несовместимо. , Документация могла быть подделана.
2. Шифрование данных
Хэш-функции широко используются в криптографии. Общие хеш-функции паролей, такие как bcrypt, scrypt и т. д., используются для необратимого шифрования паролей пользователей. Даже если база данных окажется в утечке, хакеры не смогут напрямую получить пароль пользователя.
3. Хеш-хранилище
Значения хеш-функции часто используются для построения хеш-таблицы (хеш-таблицы) для хранения данных в сочетании с соответствующим значением хеш-функции для повышения эффективности поиска данных. Это очень часто встречается в таких сценариях, как базы данных и системы кэширования.
1.MD5
MD5 (алгоритм дайджеста сообщения 5) — это широко используемый алгоритм хеширования, который выводит 128-битное (16-байтовое) хэш-значение. Однако из-за плохой безопасности его больше не рекомендуется использовать в области безопасности, и он больше используется в сценариях, не связанных с безопасностью, таких как проверка целостности файлов.
2. Серия ША
Серия SHA (Secure Hash Algorithm) включает в себя различные версии, такие как SHA-1, SHA-256, SHA-512 и т. д., а длина выходных хеш-значений также различается. Более новые версии, такие как SHA-256 и SHA-512, широко используются в цифровых подписях, сертификатах SSL и т. д., поскольку они обеспечивают более высокий уровень безопасности.
3. шифрование
bcrypt — это алгоритм хеширования, специально используемый для хранения паролей. Он вводит концепцию «соли», которая повышает безопасность хранения паролей за счет добавления случайной соли во время процесса хеширования паролей, эффективно противодействуя атакам радужных таблиц.
4. сценарий
scrypt также является хеш-функцией пароля. Подобно bcrypt, он использует такие технологии, как «засолка» и «расширение ключа», чтобы улучшить свою способность противостоять атакам методом перебора.
При выборе алгоритма хэширования будьте осторожны, избегайте использования алгоритмов, безопасность которых оказалась доказанной, и старайтесь выбирать более новые алгоритмы, которые широко используются и оцениваются для обеспечения безопасности и целостности данных.
Расширенное чтение: Каковы проблемы безопасности с Hash?
Хотя хэш широко используется во многих областях, он не идеален. Существуют некоторые проблемы безопасности с хэш-функциями, в основном:
1. Столкновение
Коллизия означает, что разные входные данные получают одно и то же значение хеш-функции после расчета с помощью хеш-функции. Хэш-функции должны стараться избегать коллизий, поскольку коллизии могут вызвать проблемы с безопасностью. В некоторых небезопасных алгоритмах хэширования (таких как MD5 и SHA-1) были обнаружены коллизионные атаки. Злоумышленники могут создавать разные входные данные, но получать одно и то же значение хеш-функции, что создает угрозу безопасности.
2. Атака по радужной таблице
Атака по радужной таблице — это метод атаки, который использует одностороннюю хеш-функцию для хранения паролей. Злоумышленник заранее строит радужную таблицу, содержащую хэши общих паролей. Как только значение хеш-функции в базе данных будет получено, злоумышленник может быстро найти соответствующий пароль в виде открытого текста, сравнив значение хеш-функции в радужной таблице.
3. Траверсальная атака
Поскольку пространство вывода хеш-функции ограничено, злоумышленник может найти исходные входные данные, просматривая все возможные входные данные, вычисляя хеш-значение, а затем сравнивая целевое хеш-значение. Этот метод атаки называется обходной атакой или атакой грубой силы.
Чтобы повысить безопасность хэш-функций, исследователи разработали более сложные и безопасные алгоритмы хеширования, такие как SHA-256 и SHA-3. Эти алгоритмы широко используются в практических приложениях и уже давно изучены и проверены в области криптографии и сетевой безопасности.
Я надеюсь, что объяснение редактора Downcodes поможет вам понять основные концепции и приложения алгоритма хеширования. В практических приложениях крайне важно выбрать подходящий алгоритм хеширования, который необходимо выбирать в соответствии с конкретными сценариями и требованиями безопасности.