โปรแกรมแก้ไข Downcodes จะพาคุณไปทำความเข้าใจกับอัลกอริธึม Hash! ฟังก์ชันแฮชเป็นอัลกอริธึมที่จับคู่ข้อมูลอินพุตทุกความยาวกับเอาต์พุตที่มีความยาวคงที่ ซึ่งมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านต่างๆ เช่น การตรวจสอบความสมบูรณ์ของข้อมูล การเข้ารหัสข้อมูล และพื้นที่จัดเก็บแฮช บทความนี้จะอธิบายแนวคิด หลักการ สถานการณ์การใช้งานของแฮชและอัลกอริธึมแฮชทั่วไป เช่น MD5, ซีรีส์ SHA, bcrypt และ scrypt ในลักษณะที่เรียบง่ายและเข้าใจง่าย และวิเคราะห์ปัญหาด้านความปลอดภัยของอัลกอริธึมแฮช เช่น เช่นการโจมตีแบบชนกัน การโจมตีโต๊ะสีรุ้ง และการโจมตีแบบข้ามผ่าน ฉันหวังว่าบทความนี้จะช่วยให้คุณเข้าใจอัลกอริธึม Hash ได้ดีขึ้นและมีบทบาทสำคัญในการใช้งานจริง
แฮชเป็นฟังก์ชันที่จับคู่อินพุตที่มีความยาวต่างกันกับเอาต์พุตที่มีความยาวคงที่ ซึ่งมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในหลายสาขา เช่น การตรวจสอบความสมบูรณ์ของข้อมูล การเข้ารหัสข้อมูล และที่เก็บข้อมูลแฮช อัลกอริธึมแฮชทั่วไป ได้แก่ MD5, SHA series, bcrypt, scrypt ฯลฯ ในจำนวนนี้ SHA-256 และ SHA-512 มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการรักษาความปลอดภัย ในขณะที่ MD5 ไม่แนะนำให้ใช้อีกต่อไปเนื่องจากปัญหาด้านความปลอดภัย
Hash คำแปลภาษาจีนคือ hash หรือมักเรียกว่า hash เป็นฟังก์ชันที่จับคู่ข้อมูลอินพุตที่มีความยาวต่างกันกับเอาต์พุตที่มีความยาวคงที่ ซึ่งมักจะเป็นสตริงหรือตัวเลขที่สั้นกว่า เอาต์พุตนี้มักเรียกว่าค่าแฮชหรือค่าแฮช การออกแบบฟังก์ชัน Hash คำนึงถึงการคำนวณที่รวดเร็วและลดการชนกันของแฮช เนื่องจากอินพุตที่แตกต่างกันอาจได้รับค่าแฮชเท่ากัน สถานการณ์นี้เรียกว่าการชนกันของแฮช
หลักการออกแบบของฟังก์ชันแฮชคือการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในข้อมูลอินพุตจะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงอย่างมากในค่าแฮชเอาต์พุต คุณสมบัตินี้เรียกว่า "เอฟเฟกต์หิมะถล่ม" ฟังก์ชันแฮชที่ดีได้รับการออกแบบมาให้มีความสม่ำเสมอ กล่าวคือ การเปลี่ยนแปลงเล็กๆ น้อยๆ ในข้อมูลอินพุตจะถูกกระจายเท่าๆ กันในค่าแฮชเอาต์พุต ซึ่งช่วยลดโอกาสที่จะเกิดการชนกัน ฟังก์ชันแฮชทั่วไป ได้แก่ MD5, SHA-1, SHA-256 เป็นต้น ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ สำหรับบางสถานการณ์ที่มีข้อกำหนดด้านความปลอดภัยสูง เช่น แอปพลิเคชันการเข้ารหัส ฟังก์ชันแฮชแบบดั้งเดิมบางฟังก์ชันจะไม่แนะนำอีกต่อไปเนื่องจากประสิทธิภาพไม่เพียงพอและถูกแคร็ก
1. การตรวจสอบความสมบูรณ์ของข้อมูล
ค่าแฮชสามารถใช้เพื่อตรวจสอบว่าข้อมูลมีการเปลี่ยนแปลงระหว่างการส่งหรือการจัดเก็บหรือไม่ ตัวอย่างเช่น ในระหว่างกระบวนการถ่ายโอนไฟล์ ผู้ส่งสามารถคำนวณค่าแฮชของไฟล์และส่งไปยังผู้รับได้ ผู้รับจะคำนวณค่าแฮชใหม่หลังจากได้รับแล้วจึงเปรียบเทียบกับค่าแฮชที่ได้รับ หากไม่สอดคล้องกัน , เอกสารอาจถูกดัดแปลง
2. การเข้ารหัสข้อมูล
ฟังก์ชันแฮชใช้กันอย่างแพร่หลายในการเข้ารหัส ฟังก์ชันแฮชรหัสผ่านทั่วไป เช่น bcrypt, scrypt ฯลฯ ใช้เพื่อเข้ารหัสรหัสผ่านผู้ใช้อย่างถาวร แม้ว่าฐานข้อมูลจะรั่วไหล แต่แฮกเกอร์ก็ไม่สามารถรับรหัสผ่านผู้ใช้ได้โดยตรง
3. การจัดเก็บแฮช
ค่าแฮชมักใช้ในการสร้างตารางแฮช (Hash Table) เพื่อจัดเก็บข้อมูลร่วมกับค่าแฮชที่สอดคล้องกันเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการดึงข้อมูล นี่เป็นเรื่องธรรมดามากในสถานการณ์เช่นฐานข้อมูลและระบบแคช
1.MD5
MD5 (อัลกอริธึมการแยกข้อความ 5) เป็นอัลกอริธึมแฮชที่ใช้กันอย่างแพร่หลายซึ่งส่งออกค่าแฮช 128 บิต (16 ไบต์) อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการรักษาความปลอดภัยที่ไม่ดี จึงไม่แนะนำให้ใช้ในด้านการรักษาความปลอดภัยอีกต่อไป และมีการใช้ในสถานการณ์ที่ไม่เกี่ยวกับความปลอดภัย เช่น การตรวจสอบความสมบูรณ์ของไฟล์
2. ซีรีย์ SHA
ซีรีส์ SHA (Secure Hash Algorithm) มีเวอร์ชันต่างๆ เช่น SHA-1, SHA-256, SHA-512 เป็นต้น และความยาวของค่าแฮชเอาต์พุตก็แตกต่างกันเช่นกัน เวอร์ชันที่ใหม่กว่า เช่น SHA-256 และ SHA-512 มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในลายเซ็นดิจิทัล ใบรับรอง SSL ฯลฯ เนื่องจากมีความปลอดภัยสูงกว่า
3. บีคริปโต
bcrypt เป็นอัลกอริทึมแฮชที่ใช้สำหรับการจัดเก็บรหัสผ่านโดยเฉพาะ แนะนำแนวคิดของ "เกลือ" ซึ่งเพิ่มความปลอดภัยของการจัดเก็บรหัสผ่านโดยการเพิ่มเกลือแบบสุ่มในระหว่างกระบวนการแฮชรหัสผ่าน ซึ่งต้านทานการโจมตีตารางสายรุ้งได้อย่างมีประสิทธิภาพ
4. สคริปต์
scrypt ยังเป็นฟังก์ชันแฮชรหัสผ่าน เช่นเดียวกับ bcrypt มันใช้เทคโนโลยีเช่น "การเติมเกลือ" และ "การยืดคีย์" เพื่อปรับปรุงความสามารถในการต้านทานการโจมตีแบบเดรัจฉาน
เมื่อเลือกอัลกอริธึมแฮช โปรดใช้ความระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงการใช้อัลกอริธึมที่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าไม่ปลอดภัย และพยายามเลือกอัลกอริธึมใหม่ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและได้รับการประเมินเพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยและความสมบูรณ์ของข้อมูล
การอ่านเพิ่มเติม: ปัญหาด้านความปลอดภัยของ Hash คืออะไร
แม้ว่า Hash จะใช้กันอย่างแพร่หลายในหลายสาขา แต่ก็ไม่ได้สมบูรณ์แบบ มีปัญหาด้านความปลอดภัยบางประการเกี่ยวกับฟังก์ชันแฮช ซึ่งส่วนใหญ่ได้แก่:
1. การโจมตีแบบชนกัน
การชนกันหมายความว่าข้อมูลอินพุตที่แตกต่างกันได้รับค่าแฮชเดียวกันหลังจากคำนวณโดยฟังก์ชันแฮช ฟังก์ชันแฮชควรพยายามหลีกเลี่ยงการชนกันเนื่องจากการชนกันอาจทำให้เกิดปัญหาด้านความปลอดภัย ในอัลกอริธึมแฮชที่ไม่ปลอดภัยบางตัว (เช่น MD5 และ SHA-1) การโจมตีแบบชนกันถูกค้นพบ ผู้โจมตีสามารถสร้างอินพุตที่แตกต่างกันแต่ได้รับค่าแฮชเดียวกัน จึงทำให้เกิดความเสี่ยงด้านความปลอดภัย
2. การโจมตีโต๊ะสายรุ้ง
การโจมตีโต๊ะสีรุ้งเป็นวิธีการโจมตีที่ใช้ฟังก์ชันแฮชทางเดียวเพื่อจัดเก็บรหัสผ่าน ผู้โจมตีจะสร้างตารางสายรุ้งล่วงหน้าซึ่งมีแฮชของรหัสผ่านทั่วไป เมื่อได้รับค่าแฮชในฐานข้อมูลแล้ว ผู้โจมตีสามารถค้นหารหัสผ่านข้อความธรรมดาที่เกี่ยวข้องได้อย่างรวดเร็วโดยการเปรียบเทียบค่าแฮชในตารางสายรุ้ง
3. การโจมตีแบบข้ามผ่าน
เนื่องจากพื้นที่เอาต์พุตของฟังก์ชันแฮชมีจำกัด ผู้โจมตีจึงสามารถค้นหาข้อมูลอินพุตดั้งเดิมได้โดยการสำรวจอินพุตที่เป็นไปได้ทั้งหมด คำนวณค่าแฮช แล้วเปรียบเทียบค่าแฮชเป้าหมาย วิธีการโจมตีนี้เรียกว่าการโจมตีแบบทะลุผ่านหรือการโจมตีแบบเดรัจฉาน
เพื่อปรับปรุงความปลอดภัยของฟังก์ชันแฮช นักวิจัยได้ออกแบบอัลกอริธึมแฮชที่ซับซ้อนและปลอดภัยมากขึ้น เช่น SHA-256 และ SHA-3 อัลกอริธึมเหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการใช้งานจริงและได้รับการศึกษาและตรวจสอบมาเป็นเวลานานในด้านการเข้ารหัสและความปลอดภัยของเครือข่าย
ฉันหวังว่าคำอธิบายโดยบรรณาธิการของ Downcodes จะช่วยให้คุณเข้าใจแนวคิดหลักและการประยุกต์ใช้อัลกอริทึม Hash ได้ ในการใช้งานจริง การเลือกอัลกอริธึมแฮชที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญ ซึ่งต้องเลือกตามสถานการณ์เฉพาะและข้อกำหนดด้านความปลอดภัย