Для чего нужны хеши файла md5, sha-1 и sha-256

Введение в SHA256

SHA256 — это алгоритм, подразделенный под SHA-2.

SHA-2, название происходит от аббревиатуры Secure Hash Algorithm 2 (англ .: Secure Hash Algorithm 2), стандарт алгоритма криптографической хеш-функции, разработанный Агентством национальной безопасности, является одним из алгоритмов SHA, это SHA-1 Преемник.

В соответствии с SHA-2 его можно разделить на шесть различных стандартов алгоритмов.

В том числе: SHA-224, SHA-256, SHA-384, SHA-512, SHA-512/224, SHA-512/256.

За исключением некоторых незначительных различий в длине сводки и количестве циклов, базовая структура алгоритма последовательна.

Возвращаясь к SHA256, прямо скажем, это хеш-функция.

Хеш-функции, также известные как алгоритмы хеширования, представляют собой метод создания небольших цифровых «отпечатков пальцев» из любых данных. Хеш-функция сжимает сообщение или данные в дайджест, уменьшая объем данных и фиксируя формат данных. Эта функция перемешивает данные и воссоздает отпечаток пальца, называемый хэш-значением (или хэш-значением). Значение хеша обычно представлено короткой цепочкой случайных букв и цифр.

Для сообщений любой длины SHA256 генерирует 256-битное хеш-значение, называемое дайджестом сообщения.

Это резюме эквивалентно массиву длиной 32 байта, обычно представленному шестнадцатеричной строкой длиной 64

Давайте посмотрим на пример:

В этом предложении значение хеш-функции, полученное после хеш-функции SHA256:

Нашел один здесьSHA256 онлайн-инструмент проверки, Может использоваться для проверки результата хеширования SHA256, а также для проверки правильности кода SHA256. Это очень удобно для использования, вы можете почувствовать это.

Зачем шифровать данные в блокчейне

Благодаря алгоритмам шифрования, технология блокчейн считается наиболее безопасной разновидностью одноранговых сетей. Для начала разберемся, зачем в блокчейне что-то шифровать. 

В традиционной архитектуре «клиент-сервер» за безопасность отвечает сервер. Он выполняет следующие функции:

  1. Обеспечивает доступ пользователей к данным. Сервер хранит логины и пароли своих клиентов. Он должен проверить пользователя, прежде чем дать ему доступ к сети. Данный процесс называется аутентификация.
  2. Следит за сохранностью данных. Сервер не дает злоумышленникам получить доступ к личным данным пользователей. Другими словами, сервер гарантирует конфиденциальность.
  3. Контролирует изменение данных. Сервер не дает пользователям удалять данные друг друга. Прежде чем вступить в силу, любое изменение согласуется с сервером. Таким образом поддерживается целостность данных. 

Так как в блокчейне сервера отсутствуют, то для этих целей применяют криптографию. Криптографические алгоритмы шифрования позволяют выполнять описанные функции без постороннего вмешательства.

Криптография — совокупность алгоритмов шифрования информации для обеспечения аутентификации, конфиденциальности и целостности данных.

Криптография была известна задолго до появления блокчейна. Чтобы понять, как алгоритмы шифрования выполняют функции сервера, рассмотрим реальный исторический пример.

В середине 1650-х голландский ученый Христиан Гюйгенс обнаружил кольца Сатурна. Он не был уверен в правильности своих наблюдений, поэтому решил все перепроверить. Пока он занимался проверкой, его могли опередить другие ученые. Поэтому в одной из своих работ ученый написал сообщение:

Позже Христиан Гюйгенс перепроверил все данные и был готов рассказать об открытии. Он раскрыл, что в шифре содержались буквы исходной фразы, расставленные по алфавиту. Сама фраза была следующей:

Расстановка букв по алфавиту — один из алгоритмов шифрования. Гюйгенсу удалось зафиксировать свое открытие и не выдавать его конкурентам. Другими словами, алгоритм заменил сервер: сохранил данные в конфиденциальности без сторонней помощи.

В приведенном примере важно выбрать правильный алгоритм шифрования. Криптография отвечает на вопрос, какой использовать алгоритм шифрования для той или иной цели

Свойства

Получает значение, указывающее на возможность повторного использования текущего преобразования.Gets a value indicating whether the current transform can be reused.

(Унаследовано от HashAlgorithm)

Если переопределено в производном классе, возвращает значение, указывающее, возможно ли преобразование нескольких блоков.When overridden in a derived class, gets a value indicating whether multiple blocks can be transformed.

(Унаследовано от HashAlgorithm)

Получает значение вычисленного хэш-кода.Gets the value of the computed hash code.

(Унаследовано от HashAlgorithm)

Получает размер вычисленного хэш-кода в битах.Gets the size, in bits, of the computed hash code.

(Унаследовано от HashAlgorithm)

При переопределении в производном классе получает размер входного блока.When overridden in a derived class, gets the input block size.

(Унаследовано от HashAlgorithm)

При переопределении в производном классе получает размер выходного блока.When overridden in a derived class, gets the output block size.

(Унаследовано от HashAlgorithm)

Функция перестановок

Базовая функция перестановки состоит из раундов по пять шагов:

  1. Шаг

  2. Шаг

  3. Шаг

  4. Шаг

  5. Шаг

Тета, Ро, Пи, Хи, Йота

Далее будем использовать следующие обозначения:

Так как состояние имеет форму массива , то мы можем обозначить каждый бит состояния как

Обозначим результат преобразования состояния функцией перестановки

Также обозначим функцию, которая выполняет следующее соответствие:

— обычная функция трансляции, которая сопоставляет биту бит ,

где — длина слова (64 бит в нашем случае)

Я хочу вкратце описать каждый шаг функции перестановок, не вдаваясь в математические свойства каждого.

Шаг

Эффект отображения можно описать следующим образом: оно добавляет к каждому биту побитовую сумму двух столбцов и

Схематическое представление функции:

Псевдокод шага:

Шаг

Отображение направлено на трансляции внутри слов (вдоль оси z).

Проще всего его описать псевдокодом и схематическим рисунком:

Шаг

Шаг представляется псевдокодом и схематическим рисунком:

Шаг

Шаг является единственный нелинейным преобразованием в

Псевдокод и схематическое представление:

Шаг

Отображение состоит из сложения с раундовыми константами и направлено на нарушение симметрии. Без него все раунды были бы эквивалентными, что делало бы его подверженным атакам, использующим симметрию. По мере увеличения раундовые константы добавляют все больше и больше асимметрии.

Ниже приведена таблица раундовых констант для бит

Все шаги можно объединить вместе и тогда мы получим следующее:

Где константы являются циклическими сдвигами и задаются таблицей:

Current applications

As with MD5, SHA1 is still used in older software and website systems that have not been updated through the years. It can only be legitimately used as a checksum to verify that a file has not been broken due to errors in transmission or software that handled it. Some software providers post SHA-1 checksums for their packages next to the download links on their website. Once a user downloads the software, they can calculate the checksum of the stored file by using an online SHA1 generator like ours, and then check if it matches against the one posted on the software provider’s site. If they match the file was, in all likelihood, not corrupted due to errors. Please, notice that this does not protect against attacks, hacks, virus infections of the file, etc., though it might help in some cases.

References

RFC 3174 (2001) «US Secure Hash Algorithm 1 (SHA1)»

Stevens M., Bursztein E., Karpman P., Albertini A., Markov Y. (2017) «The first collision for full SHA-1»

What is SHA1?

SHA1 was first published in 1995 and in 2001 it was described in RFC 3174 «US Secure Hash Algorithm 1 (SHA1)» as an algorithm for computing a condensed representation of a message or a data file. When a message of any length less than 2^64 bits is input, for example in our SHA-1 generator, the algorithm produces a 160-bit message digest as output. This is what is referred to as a hash or checksum, and if you are familiar with the MD5 algorithm, the principle is the same.

According to the engineering taskforce the hash can then be used instead of the original message when digitally signing documents for improved efficiency due to the much smaller size of the hash compared to the original file. With regards to the generated SHA1 the RFC states that any change to the message in transit will, with very high probability, result in a different message digest, and the signature will fail to verify. You can confirm this by entering some test strings into our SHA1 generator above and observing how changing even one letter or other symbol, adding or deleting symbols, drastically changes the resulting checksum.

Хеширование

Давайте представим жизнь без хеширования. Например, сегодня день рождения друга, и вы хотите отправить ему поздравление. Ваш веселый товарищ-ботан решает над вами посмеяться, перехватывает сообщение и превращает «С Днем рождения» в «Покойся с миром». Это вполне вероятно, и вы, возможно, даже об этом не узнаете.

Чтобы такого не случалось, на помощь приходит хеширование — оно защищает целостность данных.

Хеш — это число, которое генерируется из текста с помощью хеш-алгоритма. Это число меньше оригинального текста.

Алгоритм хеширования

Алгоритм работает так, что для каждого текста генерируется уникальный хеш. И восстановить текст из хеша, перехватив сообщение, практически невозможно.

Одно из незаменимых свойств хеширования — его уникальность. Одно и то же значение хеша не может использоваться для разного текста. Малейшее изменение в тексте полностью изменит значение хеша. Это называется эффектом лавины.

В примере ниже мы использовали алгоритм SHA-1.

Текст: Все любят пончики.Значение SHA-1 текста: daebbfdea9a516477d489f32c982a1ba1855bcd

Давайте не будем оспаривать фразу про пончики и сосредоточимся пока на хешировании. Теперь если мы немного поменяем текст, хеш полностью изменится.

Текст: Все любят пончик.Значение SHA-1 текста: 8f2bd584a1854d37f9e98f9ec4da6d757940f388

Как вы видите, поменялась одна буква, а хеш изменился до неузнаваемости.

Хеширование нужно:

  • Чтобы информация в базах данных не дублировалась;
  • Для цифровых подписей и SSL-сертификатов;
  • Чтобы найти конкретную информацию в больших базах данных;
  • В компьютерной графике.

Комментарии

Хэш используется в качестве уникального значения фиксированного размера, представляющего большой объем данных.The hash is used as a unique value of fixed size representing a large amount of data. Хэши двух наборов данных должны совпадать только в том случае, если соответствующие данные также совпадают.Hashes of two sets of data should match if and only if the corresponding data also matches. Небольшие изменения данных приводят к большим непредсказуемым изменениям в хэше.Small changes to the data result in large unpredictable changes in the hash.

Это полностью управляемая реализация SHA1 , которая не заключает в оболочку CAPI.This is a purely managed implementation of SHA1 that does not wrap CAPI.

Размер хеша для SHA1Managed алгоритма составляет 160 бит.The hash size for the SHA1Managed algorithm is 160 bits.

Из-за проблем с SHA1 корпорация Майкрософт рекомендует использовать модель безопасности на основе SHA256 или более высокого уровня.Due to collision problems with SHA1, Microsoft recommends a security model based on SHA256 or better.

Свойства

Получает значение, указывающее на возможность повторного использования текущего преобразования.Gets a value indicating whether the current transform can be reused.

(Унаследовано от HashAlgorithm)

Если переопределено в производном классе, возвращает значение, указывающее, возможно ли преобразование нескольких блоков.When overridden in a derived class, gets a value indicating whether multiple blocks can be transformed.

(Унаследовано от HashAlgorithm)

Получает значение вычисленного хэш-кода.Gets the value of the computed hash code.

(Унаследовано от HashAlgorithm)

Получает размер вычисленного хэш-кода в битах.Gets the size, in bits, of the computed hash code.

(Унаследовано от HashAlgorithm)

При переопределении в производном классе получает размер входного блока.When overridden in a derived class, gets the input block size.

(Унаследовано от HashAlgorithm)

При переопределении в производном классе получает размер выходного блока.When overridden in a derived class, gets the output block size.

(Унаследовано от HashAlgorithm)

Применение хеш-функций

Рассмотрим несколько достаточно простых примеров применения хеш-функций:

• Проверка целостности сообщений и файловСравнивая хеш-значения сообщений, вычисленные до и после передачи, можно определить, были ли внесены какие-либо изменения в сообщение или файл.

• Верификация пароляПроверка пароля обычно использует криптографические хеши. Хранение всех паролей пользователей в виде открытого текста может привести к массовому нарушению безопасности, если файл паролей будет скомпрометирован. Одним из способов уменьшения этой опасности является хранение в базе данных не самих паролей, а их хешей. При выполнении хеширования исходные пароли не могут быть восстановлены из сохраненных хеш-значений, поэтому если вы забыли свой пароль вам предложат сбросить его и придумать новый.

• Цифровая подписьПодписываемые документы имеют различный объем, поэтому зачастую в схемах ЭП подпись ставится не на сам документ, а на его хеш. Вычисление хеша позволяет выявить малейшие изменения в документе при проверке подписи. Хеширование не входит в состав алгоритма ЭП, поэтому в схеме может быть применена любая надежная хеш-функция.

Предлагаю также рассмотреть следующий бытовой пример:

Алиса ставит перед Бобом сложную математическую задачу и утверждает, что она ее решила. Боб хотел бы попробовать решить задачу сам, но все же хотел бы быть уверенным, что Алиса не блефует. Поэтому Алиса записывает свое решение, вычисляет его хеш и сообщает Бобу (сохраняя решение в секрете). Затем, когда Боб сам придумает решение, Алиса может доказать, что она получила решение раньше Боба. Для этого ей нужно попросить Боба хешировать его решение и проверить, соответствует ли оно хеш-значению, которое она предоставила ему раньше.

Теперь давайте поговорим о SHA-3.

Сравнение функций SHA

В таблице ниже внутреннее состояние означает «внутреннюю хеш-сумму» после каждого сжатия блока данных.

Сравнение функций SHA
Алгоритм и вариант Размер вывода (бит) Размер внутреннего состояния (биты) Размер блока (бит) Раундов Операции Защита от коллизионных атак (биты) Защита от атак с увеличением длины (в битах) Производительность на Skylake (средняя цена за клик ) Впервые опубликовано
Длинные сообщения 8 байт
MD5 (как ссылка) 128 128 (4 × 32) 512 64 And, Xor, Rot, Add (mod 2 32 ), Или ≤ 18 (обнаружены коллизии) 4,99 55.00 1992 г.
SHA-0 160 160 (5 × 32) 512 80 And, Xor, Rot, Add (mod 2 32 ), Или <34 (обнаружены коллизии) ≈ SHA-1 ≈ SHA-1 1993 г.
SHA-1 <63 (обнаружены коллизии) 3,47 52,00 1995 г.
SHA-2 SHA-224 SHA-256 224 256 256 (8 × 32) 512 64 And, Xor, Rot, Add (mod 2 32 ), Or, Shr 112 128 32 0 7,62 7,63 84,50 85,25 2004 2001
SHA-384 SHA-512 384 512 512 (8 × 64) 1024 80 And, Xor, Rot, Add (mod 2 64 ), Or, Shr 192 256 128 (≤ 384) 0 5,12 5,06 135,75 135,50 2001 г.
SHA-512/224 SHA-512/256 224 256 112 128 288 256 ≈ SHA-384 ≈ SHA-384 2012 г.
SHA-3 SHA3-224 SHA3-256 SHA3-384 SHA3-512 224 256 384 512 1600 (5 × 5 × 64) 1152 1088 832 576 24 И, Xor, Rot, Not 112 128 192 256 448 512 768 1024 8,12 8,59 11,06 15,88 154,25 155,50 164,00 164,00 2015 г.
SHAKE128 SHAKE256 d (произвольно) d (произвольно) 1344 1088 мин ( д / 2, 128) мин ( д / 2, 256) 256 512 7,08 8,59 155,25 155,50

Проблемы хэшей

Одна из проблем криптографических функций хеширования — неизбежность коллизий. Раз речь идет о строке фиксированной длины, значит, существует вероятность, что для каждого ввода возможно наличие и других входов, способных привести к тому же самому хешу. В результате хакер может создать коллизию, позволяющую передать вредоносные данные под видом правильного хэша.

Цель хороших криптографических функций — максимально усложнить вероятность нахождения способов генерации входных данных, хешируемых с одинаковым значением. Как уже было сказано ранее, вычисление хэша не должно быть простым, а сам алгоритм должен быть устойчив к «атакам нахождения прообраза». Необходимо, чтобы на практике было чрезвычайно сложно (а лучше — невозможно) вычислить обратные детерминированные шаги, которые предприняты для воспроизведения созданного хешем значения.

Если S = hash (x), то, в идеале, нахождение x должно быть практически невозможным.

Как проверить хеш в Windows 10

Любая настольная операционная система, будь то Windows 10, Linux или MacOS, имеет стандартные механизмы проверки хеш-сумм любых файлов на вашем диске.

Как узнать хеш в PowerShell

PowerShell выдаст вам хеш-сумму вашего файла. По умолчанию Windows генерирует хеш SHA-265, но вы можете указать, что вам нужен хеш другого алгоритма. Для этого используйте следующие команды:

  • Get-FileHash F:\Test.txt -Algorithm MD5
  • Get-FileHash F:\Test.txt -Algorithm SHA1
  • Get-FileHash F:\Test.txt -Algorithm SHA256
  • Get-FileHash F:\Test.txt -Algorithm SHA384
  • Get-FileHash F:\Test.txt -Algorithm SHA512
  • Get-FileHash F:\Test.txt -Algorithm MACTripleDES
  • Get-FileHash F:\Test.txt -Algorithm RIPEMD160

Как проверить хеш-сумму через Командную строку

Множество действий, которые вы выполняете в PowerShell, можно сделать и в классической командной строке. Проверка хеша через Командную строку делается следующим образом.

По умолчанию Командная строка выводит на экран хеш-сумму SHA
1
, но вы можете изменить это, указав системе, какой именно хеш вы хотите получить. Для этого используйте следующие команды:

  • certutil -hashfile F:\Test.txt MD5
  • certutil -hashfile F:\Test.txt MD4
  • certutil -hashfile F:\Test.txt MD2
  • certutil -hashfile F:\Test.txt SHA512
  • certutil -hashfile F:\Test.txt SHA384
  • certutil -hashfile F:\Test.txt SHA256
  • certutil -hashfile F:\Test.txt SHA1

Как проверить хеш через HasTab

HashTab – это отличная небольшая утилита, которая упростит проверку хеш-сумм. Вам не надо будет каждый раз вводить сложные команды для проверки. Достаточно будет только зайти в свойства файла, где уже будут собраны все суммы.

Кроме того, HashTab позволяет легко сравнить хеш-суммы двух файлов. Для этого по первому файлу кликните правой кнопкой мыши, выберите Свойства
, а затем откройте вкладку Хеш-суммы файлов
. Нажмите Сравнить файл
и укажите путь к второму файлу.

Хеш-сумма второго файла отобразится в поле Сравнение хеша
, и, если суммы совпадают, возле иконки решетки будет зеленая галочка. Если не совпадают – красный крестик.

ие расчитанное по набору входных данных с помощью специального алгоритма. Контрольная сумма чаще всего используется для проверки целосности файлов. То есть в грубом приблежении контрольная сумма это ключ
, который позволяет однозначно отличить два разных набора данных (два разных файла). Например, вы скачали файл из интернета ( игры, установочный ), вы можете быть уверенны, что в процессе скачивания файл не был поврежден и был полностью загружен? А ведь использование такого «неисправного» файла зачастую приводит к ошибкам при установке игры или ОС или чего угодно. Причем о том, что ошибка возникла именно из-за поврежденного в процессе загрузки файла вы можете и не знать, обвиняя во всех проблемах свой компьютер.

Так вот, что бы избежать таких проблем и используются контрольные суммы. Часто многие ресурсы вместе со сылкой на файл оставляют и контрольную сумму этого файла. И вы, скачав этот файл, сможете сравнить контрольную сумму скачанного файла с той, которая была оставлена на ресурсе и однозначно удостовериться в том, что файл был скачан без ошибок.

Для вычисления и сравнения контрольных сумм используются специальные программы. Самая распространенная из них это HashTab
. Эта программа бесплатная. Скачать ее можно отсюда:

Для установки распакуйте архив и запустите файл установки программы.

После установки не появляется ярлык программы, нету этой программы и в меню быстрого запуска Пуск. Для того чтобы воспользоваться программой, нажмите правой кнопкой
по любому файлу и выберите пункт Свойства
(проделаем эту операцию со скачанным архивом)

Обратите внимание, что в окне свойств файла появилась новая вкладка Хеш-суммы файлов

Для того чтобы сравнить контрольные суммы файлов скопируйте хеш-сумму, с сайта программы и вставьте ее в поле Сравнение хеша
окна свойств.

У каждого файла имеется свое собственное уникальное значение, которое может быть использовано для проверки файла. Это значение носит название хэш или контрольная сумма. Оно зачастую используется разработчиками программного обеспечения при обращении к файлам. По контрольной сумму проходит сверка файла с целью выявить его целостность и совпадение с заданным идентификатором.

Есть несколько алгоритмов вычислений контрольной суммы файла, среди которых наиболее известны и распространены MD5, SHA256, SHA1, SHA384. Вычислить хэш файла, то есть его контрольную сумму, можно как стандартными инструментами Windows, так и сторонними сервисами. В рамках данной статьи рассмотрим, как это сделать.

Комментарии

Хэш используется в качестве уникального значения фиксированного размера, представляющего большой объем данных.The hash is used as a unique value of fixed size representing a large amount of data. Хэши двух наборов данных должны совпадать только в том случае, если соответствующие данные также совпадают.Hashes of two sets of data should match if and only if the corresponding data also matches. Небольшие изменения данных приводят к большим непредсказуемым изменениям в хэше.Small changes to the data result in large unpredictable changes in the hash.

Это полностью управляемая реализация SHA1 , которая не заключает в оболочку CAPI.This is a purely managed implementation of SHA1 that does not wrap CAPI.

Размер хеша для SHA1Managed алгоритма составляет 160 бит.The hash size for the SHA1Managed algorithm is 160 bits.

Из-за проблем с SHA1 корпорация Майкрософт рекомендует использовать модель безопасности на основе SHA256 или более высокого уровня.Due to collision problems with SHA1, Microsoft recommends a security model based on SHA256 or better.

Алгоритм MD5 и его подверженность взлому

MD5 hash — один из первых стандартов алгоритма, который применялся в целях проверки целостности файлов (контрольных сумм). Также с его помощью хранили пароли в базах данных web-приложений. Функциональность относительно проста — алгоритм выводит для каждого ввода данных фиксированную 128-битную строку, задействуя для вычисления детерминированного результата однонаправленные тривиальные операции в нескольких раундах. Особенность — простота операций и короткая выходная длина, в результате чего MD5 является относительно легким для взлома. А еще он обладает низкой степенью защиты к атаке типа «дня рождения».

Атака дня рождения

Если поместить 23 человека в одну комнату, можно дать 50%-ную вероятность того, что у двух человек день рождения будет в один и тот же день. Если же количество людей довести до 70-ти, вероятность совпадения по дню рождения приблизится к 99,9 %. Есть и другая интерпретация: если голубям дать возможность сесть в коробки, при условии, что число коробок меньше числа голубей, окажется, что хотя бы в одной из коробок находится более одного голубя.

Вывод прост: если есть фиксированные ограничения на выход, значит, есть и фиксированная степень перестановок, на которых существует возможность обнаружить коллизию.

Когда разговор идет о сопротивлении коллизиям, то алгоритм MD5 действительно очень слаб. Настолько слаб, что даже бытовой Pentium 2,4 ГГц сможет вычислить искусственные хеш-коллизии, затратив на это чуть более нескольких секунд. Всё это в ранние годы стало причиной утечки большого количества предварительных MD5-прообразов.

Conclusion

The current post gives a comparison of MD5, SHA-1, SHA-256 and SHA-512 cryptographic hash functions. Important is that comparison is very dependant on specific implementation (Apache Commons Codec), the specific purpose of use (generate a secure token to be sent with API call). It is good MD5 and SHA-1 to be avoided as they are compromised and not secure. If their speed for given context is several times faster than secure SHA-2 ones and security is not that much important they can be chosen though. When choosing cryptographic hash function everything is up to a context of usage and benchmark tests for this context is needed.

Как используют хеши для проверки данных

Хэши являются результатом работы криптографических алгоритмов, и представляют собой строку символов. Часто эти строки имеют фиксированную длину, независимо от размера входных данных.

Взгляните на диаграмму, и вы увидите, что хеш «Fox» и «The red fox jumps over the blue dog» имеет одинаковую длину. Теперь сравните второй пример на графике с третьим, четвертым и пятым. Вы увидите, что, несмотря на незначительные изменения во входных данных, хеши сильно отличаются друг от друга. Даже если кто-то изменит очень маленький фрагмент входных данных, хэш будет резко меняться.

MD5, SHA-1 и SHA-256 – это разные алгоритмы хеш-функции. Создатели программного обеспечения часто указывают хеш для загружаемых файлов.

Таким образом, Вы можете загрузить файл, а затем сравнить опубликованный с рассчитанным для загруженного файла, чтобы подтвердить, что Вы получили оригинальный файл, и что он не был поврежден во время процесса загрузки или подделан злонамеренно.

Как мы видели выше, даже небольшое изменение в файле резко изменит хэш.

Они также могут быть полезны, если файл получен из неофициального источника, и вы хотите проверить, что это «законно». Допустим, у Вас есть Linux.iso-файл, который вы откуда-то получили, и вы хотите убедиться, что он оригинальный. Вы можете посмотреть хеш этого ISO-файла в интернете на веб-сайте дистрибутивов Linux. Затем рассчитать хеш-функцию на вашем компьютере и убедиться, что результат соответствует хеш-значению, которое вы ожидаете от него. Это подтверждает, что у вас тот же файл, который предлагается для загрузки на официальном веб-сайте дистрибутива Linux.

Hashes vs Checksums

The purpose of the hashes or hash codes and checksums is the same. Both are used to ensure the integrity of a file via an alphanumeric string. If the uploader of a file has provided that hash for the uploaded file, you can verify it easily. Once you have downloaded the file, you can use a hash checker or MD5 checksum utility to compare the hash signature of the original file and your copy of the file. If the signatures don’t match, it means your copy of the file may have corrupted or has been compromised.

Suppose some unauthorized person has modified the original file or it has been corrupted due to bad download, the checksum value of the file will change. The reasons due to which a file can get corrupted might be a network issue during a file download, errors that creep in during copying and moving, storing a file on a faulty storage drive.

As for MD5 checksum is a string of hexadecimal string (6 + 10 = 16) that contains 6 alphabets (A to F) and 10 digits ( to 9). It is made up of 32 characters and looks as shown below:

3D19A66D0CC7DD5938479978FC313C79

0550E1B8D3501A0B9646A7EF2D2CCFFA

MD5 is a 128-bit fingerprint. It’s one of the most popular hash algorithms and because of that, it is also more prone to the hash collision problem. MD5, SHA1, and SHA256 are the most widely used checksums to verify data integrity.

Depending on the encryption type, there are several types of hashing.

  • MD4
  • MD5
  • SHA1
  • SHA2
  • SHA224
  • SHA256
  • SHA384
  • SHA512
  • SHA-512/224
  • SHA-512/256
  • SFV
  • CRC
  • Base64
  • LM
  • Tiger
  • xxHash
  • MACTripleDES
  • RipeMD
  • HAVAL
  • Whirlpool

Now that we have understood what hashing and MD5 mean, it’s time to take a look at the ways to check MD5 checksum and the hash value of a file on Windows 10, macOS, and Linux. An MD5 hash checker can save you from the malicious files. There are several ways to verify the hash value of a file online, hash checker utilities, and even a command line (Windows 10).

Online hash checkers are great but big files can take a lot of time and consume your data file every time you check the hash value. Therefore, it’s a better idea to download an SHA or MD5 checksum utility or tool and install it on your computer.

Теперь пришло время одноключевых КА.

DES

  • ECB (англ. electronic code book) — режим «электронной кодовой книги» (простая замена);
  • CBC (англ. cipher block chaining) — режим сцепления блоков;
  • CFB (англ. cipher feed back) — режим обратной связи по шифротексту;
  • OFB (англ. output feed back) — режим обратной связи по выходу.
  • Прямым развитием DES в настоящее время является алгоритм Triple DES (3DES). В 3DES шифрование/расшифровка выполняются путём троекратного выполнения алгоритма DES.

RC4

  • высокая скорость работы;
  • переменный размер ключа.
  • используются не случайные или связанные ключи;
  • один ключевой поток используется дважды.

Illivion

Blowfish

  1. скорость (шифрование на 32-битных процессорах происходит за 26 тактов);
  2. простота (за счёт использования простых операций, уменьшающих вероятность ошибки реализации алгоритма);
  3. компактность (возможность работать в менее, чем 5 Кбайт памяти);
  4. настраиваемая безопасность (изменяемая длина ключа).

Twofish

  1. 128-битный блочный симметричный шифр
  2. Длина ключей 128, 192 и 256 бит
  3. Отсутствие слабых ключей
  4. Эффективная программная (в первую очередь на 32-битных процессорах) и аппаратная реализация
  5. Гибкость (возможность использования дополнительных длин ключа, использование в поточном шифровании, хэш-функциях и т. д.).
  6. Простота алгоритма — для возможности его эффективного анализа.

Skipjack

Принимая во внимание, что стоимость вычислительных мощностей уменьшается вдвое каждые 18 месяцев, лишь через 36 лет стоимость взлома Skipjack полным перебором сравняется со стоимостью взлома DES сегодня.
Риск взлома шифра с помощью более быстрых способов, включая дифференциальный криптоанализ, незначителен. Алгоритм не имеет слабых ключей и свойства комплементарности.
Устойчивость Skipjack к криптоанализу не зависит от секретности самого алгоритма.

Mars

  • простейшие операции (сложение, вычитание, исключающее или)
  • подстановки с использованием таблицы замен
  • фиксированный циклический сдвиг
  • зависимый от данных циклический сдвиг
  • умножение по модулю 232
  • ключевое забеливание

Idea

  • сложение по модулю
  • умножение по модулю
  • побитовое исключающее ИЛИ (XOR).
  • никакие две из них не удовлетворяют дистрибутивному закону
  • никакие две из них не удовлетворяют ассоциативному закону

Общие сведения

Криптографическая хеш-функция — это математический алгоритм, который отображает данные произвольного размера в битовый массив фиксированного размера.

Результат, производимый хеш-функцией, называется «хеш-суммой» или же просто «хешем», а входные данные часто называют «сообщением».

Для идеальной хеш-функции выполняются следующие условия:

а) хеш-функция является детерминированной, то есть одно и то же сообщение приводит к одному и тому же хеш-значениюb) значение хеш-функции быстро вычисляется для любого сообщенияc) невозможно найти сообщение, которое дает заданное хеш-значениеd) невозможно найти два разных сообщения с одинаковым хеш-значениемe) небольшое изменение в сообщении изменяет хеш настолько сильно, что новое и старое значения кажутся некоррелирующими

Давайте сразу рассмотрим пример воздействия хеш-функции SHA3-256.

Число 256 в названии алгоритма означает, что на выходе мы получим строку фиксированной длины 256 бит независимо от того, какие данные поступят на вход.

На рисунке ниже видно, что на выходе функции мы имеем 64 цифры шестнадцатеричной системы счисления. Переводя это в двоичную систему, получаем желанные 256 бит.

Любой заинтересованный читатель задаст себе вопрос: «А что будет, если на вход подать данные, бинарный код которых во много раз превосходит 256 бит?»

Ответ таков: на выходе получим все те же 256 бит!Дело в том, что 256 бит — это соответствий, то есть различных входов имеют свой уникальный хеш.Чтобы прикинуть, насколько велико это значение, запишем его следующим образом:

Надеюсь, теперь нет сомнений в том, что это очень внушительное число!

Поэтому ничего не мешает нам сопоставлять длинному входному массиву данных массив фиксированной длины.

Is the SHA1 algorithm secure?

RFC 3174 states SHA-1 is called secure because it is «computationally infeasible to find a message which corresponds to a given message digest, or to find two different messages which produce the same message digest.». However, it has been known since 2005 that it is vulnerable to theoretical attacks from very well-funded attackers and the U.S. National Institute of Standards and Technology banned its use by U.S. federal agencies in 2010. Digital certificate authorities (CAs) have been disallowed from issuing SHA-1-signed certificates since Jan. 1, 2016.

The first partial demonstration of an attack on SHA-1 happened in 2015 by Marc Stevens et al., but it didn’t directly translate to a collision attacks. It was another year until the first practical collision attack on SHA1 was performed by a team from Google Research and CWI Amsterdam . As the researchers noted, despite being deprecated the algorithm saw wide usage in software such as GIT versioning systems (including the one used for the Bitcoin code repository), for integrity checks and backup purposes. The computational effort spent was equivalent to 263.1 SHA-1 compressions and took about 6500 CPU years and 110 GPU years. Despite its magnitude, the attack was still 100,000 times faster than what a pure brute force search would have required. More details and a file tester are available at shattered.io .

There was a bounty placed for the discovery of such a collusion and it was claimed shortly after the first successful attack, most likely not by the team that performed the collusion. The bounty amounted to 2.5 bitcoins at the time.

Популярные хеш-функции Python

Некоторые часто используемые хеш-функции:

  • MD5: Алгоритм производит хеш со значением в 128 битов. Широко используется для проверки целостности данных. Не подходит для использования в иных областях по причине уязвимости в безопасности MD5.
  • SHA: Группа алгоритмов, что были разработаны NSA Соединенных Штатов. Они являются частью Федерального стандарта обработки информации США. Эти алгоритмы широко используются в нескольких криптографических приложениях. Длина сообщения варьируется от 160 до 512 бит.

Модуль , включенный в стандартную библиотеку Python, представляет собой модуль, содержащий интерфейс для самых популярных алгоритмов хеширования. реализует некоторые алгоритмы, однако, если у вас установлен OpenSSL, также может использовать эти алгоритмы.

Данный код предназначен для работы в Python 3.5 и выше. При желании запустить эти примеры в Python 2.x, просто удалите вызовы и .

Сначала импортируется модуль :

Python

import hashlib

1 importhashlib

Теперь для списка доступных алгоритмов используются и .

Python

print(hashlib.algorithms_available)
print(hashlib.algorithms_guaranteed)

1
2

print(hashlib.algorithms_available)

print(hashlib.algorithms_guaranteed)

Метод создает список всех алгоритмов, доступных в системе, включая те, что доступны через OpenSSl. В данном случае в списке можно заметить дубликаты названий. перечисляет только алгоритмы модуля. Всегда присутствуют , , , , , .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector