Как расшифровать хэш значение в изначальное сообщение
Обновлено: 02.07.2024
Содержание статьи:
Что такое хэш?
Хеширование также важно для управления блокчейном в криптовалюте.
Как работают хэш-функции
В частности, криптографические хэш-функции обладают этими тремя свойствами:
Благодаря особенностям хэша они широко используются в онлайн-безопасности — от защиты паролей до обнаружения утечек данных и проверки целостности загруженного файла.
Хеширование и криптовалюты
Основой криптовалюты является блокчейн, который представляет собой глобальный распределенный реестр, образованный путем связывания отдельных блоков данных транзакции. Блокчейн содержит только подтвержденные транзакции, что предотвращает мошеннические транзакции и двойное расходование валюты. Полученное зашифрованное значение представляет собой серию цифр и букв, не похожих на исходные данные, и называется хэшем. Майнинг криптовалюты предполагает работу с этим хэшем.
Хеширование требует обработки данных из блока с помощью математической функции, что приводит к выходу фиксированной длины. Использование вывода фиксированной длины повышает безопасность, поскольку любой, кто пытается расшифровать хэш, не сможет определить, насколько длинным или коротким является ввод, просто посмотрев на длину вывода.
Решение хэша начинается с данных, имеющихся в заголовке блока, и, по сути, решает сложную математическую задачу. Заголовок каждого блока содержит номер версии, метку времени, хэш, использованный в предыдущем блоке, хэш корня Меркла, одноразовый номер (nonce) и целевой хэш.
Майнер сосредотачивается на nonce, строке чисел. Этот номер добавляется к хешированному содержимому предыдущего блока, которое затем хешируется. Если этот новый хэш меньше или равен целевому хэшу, то он принимается в качестве решения, майнеру дается вознаграждение, и блок добавляется в цепочку блоков.
Процесс проверки транзакций блокчейна основан на шифровании данных с использованием алгоритмического хеширования.
Особенности хэша
Решение хэша требует, чтобы майнер определил, какую строку использовать в качестве одноразового номера, что само по себе требует значительного количества проб и ошибок. Это потому, что одноразовый номер — это случайная строка. Маловероятно, что майнер успешно найдет правильный одноразовый номер с первой попытки, а это означает, что майнер потенциально может протестировать большое количество вариантов одноразового номера, прежде чем сделать его правильным. Чем выше сложность — мера того, насколько сложно создать хэш, который удовлетворяет требованиям целевого хэша — тем больше времени, вероятно, потребуется для генерации решения.
Пример хэша и хеширования
Обработка хэш-функций, необходимых для шифрования новых блоков, требует значительной вычислительной мощности компьютера, что может быть дорогостоящим. Чтобы побудить людей и компании, называемые майнерами, инвестировать в необходимую технологию, сети криптовалюты вознаграждают их как новыми токенами криптовалюты, так и комиссией за транзакцию. Майнеры получают вознаграждение только в том случае, если они первыми создают хэш, который соответствует требованиям, изложенным в целевом хэш-коде.
Популярные вопросы о хэше
Что такое хэш и хэш-функция?
Как рассчитывается хэш?
Хэш-функция использует сложные математические алгоритмы, которые преобразуют данные произвольной длины в данные фиксированной длины (например, 256 символов). Если вы измените один бит в любом месте исходных данных, изменится все значение хэш-функции, что сделает его полезным для проверки точности цифровых файлов и других данных.
Для чего используются хэши в блокчейнах?
Хэши используются в нескольких частях блокчейн-системы. Во-первых, каждый блок содержит хэш заголовка блока предыдущего блока, гарантируя, что ничего не было изменено при добавлении новых блоков. Майнинг криптовалюты с использованием доказательства выполнения работы (PoW), кроме того, использует хеширование случайно сгенерированных чисел для достижения определенного хешированного значения, содержащего серию нулей в начале. Эта произвольная функция требует больших ресурсов, что затрудняет перехват сети злоумышленником.
Резюме
- Хэш — это функция, которая удовлетворяет требования к шифрованию, необходимые для решения вычислений в цепочке блоков.
- Хэши имеют фиксированную длину, так как практически невозможно угадать длину хэша, если кто-то пытался взломать блокчейн.
- Одни и те же данные всегда будут давать одно и то же хешированное значение.
- Хэш, как одноразовый номер или решение, является основой сети блокчейн.
- Хэш создается на основе информации, содержащейся в заголовке блока.
А на этом сегодня все про хэш и хеширование. Надеюсь статья оказалась для вас полезной. Делитесь статьей в социальных сетях и мессенджерах и добавляйте сайт в закладки. Успехов и до новых встреч на страницах проекта Тюлягин!
Сегодня я хотел бы рассказать о том, что из себя представляет хеш-функция, коснуться её основных свойств, привести примеры использования и в общих чертах разобрать современный алгоритм хеширования SHA-3, который был опубликован в качестве Федерального Стандарта Обработки Информации США в 2015 году.
Общие сведения
Криптографическая хеш-функция - это математический алгоритм, который отображает данные произвольного размера в битовый массив фиксированного размера.
Для идеальной хеш-функции выполняются следующие условия:
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.
Свойства
Криптографическая хеш-функция должна уметь противостоять всем известным типам криптоаналитических атак.
В теоретической криптографии уровень безопасности хеш-функции определяется с использованием следующих свойств:
Pre-image resistance
Second pre-image resistance
Имея заданное входное значение , должно быть сложно найти другое входное значение такое, что
Collision resistance
Давайте чуть более подробно поговорим о каждом из перечисленных свойств.
Несмотря на то, что хеш-функций без коллизий не существует, некоторые из них достаточно надежны и считаются устойчивыми к коллизиям.
Second pre-image resistance. Это свойство называют сопротивлением второму прообразу. Для упрощения можно сказать, что это свойство находится где-то посередине между двумя предыдущими. Атака по нахождению второго прообраза происходит, когда злоумышленник находит определенный вход, который генерирует тот же хеш, что и другой вход, который ему уже известен. Другими словами, злоумышленник, зная, что пытается найти такое, что
Отсюда становится ясно, что атака по нахождению второго прообраза включает в себя поиск коллизии. Поэтому любая хеш-функция, устойчивая к коллизиям, также устойчива к атакам по поиску второго прообраза.
Неформально все эти свойства означают, что злоумышленник не сможет заменить или изменить входные данные, не меняя их хеша.
В частности, хеш-функция должна вести себя как можно более похоже на случайную функцию, оставаясь при этом детерминированной и эффективно вычислимой.
Применение хеш-функций
Рассмотрим несколько достаточно простых примеров применения хеш-функций:
• Верификация пароля
Проверка 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 подпись
Подписываемые 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.
Национальный институт стандартов и технологий (NIST) в течение 2007—2012 провёл конкурс на новую криптографическую хеш-функцию, предназначенную для замены SHA-1 и SHA-2.
Организаторами были опубликованы некоторые критерии, на которых основывался выбор финалистов:
Способность противостоять атакам злоумышленников
• Производительность и стоимость
Вычислительная эффективность алгоритма и требования к оперативной памяти для программных реализаций, а также количество элементов для аппаратных реализаций
• Гибкость и простота дизайна
Гибкость в эффективной работе на самых разных платформах, гибкость в использовании параллелизма или расширений ISA для достижения более высокой производительности
В финальный тур попали всего 5 алгоритмов:
Победителем и новым SHA-3 стал алгоритм Keccak.
Давайте рассмотрим Keccak более подробно.
Keccak
Любая губчатая функция Keccak использует одну из семи перестановок которая обозначается , где
перестановки представляют собой итерационные конструкции, состоящие из последовательности почти одинаковых раундов. Число раундов зависит от ширины перестановки и задаётся как где
В качестве стандарта SHA-3 была выбрана перестановка Keccak-f[1600], для неё количество раундов
Далее будем рассматривать
Давайте сразу введем понятие строки состояния, которая играет важную роль в алгоритме.
Строка состояния представляет собой строку длины 1600 бит, которая делится на и части, которые называются скоростью и ёмкостью состояния соотвественно.
Соотношение деления зависит от конкретного алгоритма семейства, например, для SHA3-256
В SHA-3 строка состояния S представлена в виде массива слов длины бит, всего бит. В Keccak также могут использоваться слова длины , равные меньшим степеням 2.
Алгоритм получения хеш-функции можно разделить на несколько этапов:
• Строка P делится на n блоков длины
Все сразу станет понятно, когда вы посмотрите на картинку ниже:
Функция дополнения
Функция перестановок
Базовая функция перестановки состоит из раундов по пять шагов:
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:
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:
Итоги
В данной статье я постарался объяснить, что такое хеш-функция и зачем она нужна
Также в общих чертах мной был разобран принцип работы алгоритма SHA-3 Keccak, который является последним стандартизированным алгоритмом семейства Secure Hash Algorithm
Этичный хакинг и тестирование на проникновение, информационная безопасность
Что такое хеши и как они используются
Хеш-сумма (хеш, хеш-код) — результат обработки неких данных хеш-функцией (хеширования).
Это свойство хеш-функций позволяет применять их в следующих случаях:
Одним из применений хешов является хранение паролей. Идея в следующем: когда вы придумываете пароль (для веб-сайта или операционной системы) сохраняется не сам пароль, а его хеш (результат обработки пароля хеш-функцией). Этим достигается то, что если система хранения паролей будет скомпрометирована (будет взломан веб-сайт и злоумышленник получит доступ к базе данных паролей), то он не сможет узнать пароли пользователей, поскольку они сохранены в виде хешей. Т.е. даже взломав базу данных паролей он не сможет зайти на сайт под учётными данными пользователей. Когда нужно проверить пароль пользователя, то для введённого значения также рассчитывается хеш и система сравнивает два хеша, а не сами пароли.
Для взлома хешей используется, в частности, Hashcat. Независимо от выбранного инструмента, необходимо знать, хеш какого типа перед нами.
Как определить тип хеша
Существует большое количество хешей. Некоторые из них являются универсальными и применяются различными приложениями, например, MD5, SHA1, CRC8 и другие. Некоторые хеши применяются только в определённых приложениях (MySQL, vBulletin) и протоколами.
Кроме популярных хешей, разработчики могут использовать различные сочетания универсальных хешей (например, посчитать хеш с помощью MD5, а затем для полученной строки получить хеш SHA1), либо итерированные (с повторением) хеши (например, для пароля рассчитывается MD5 хеш, затем для полученной строки вновь рассчитывается MD5 хеш, затем для полученной строки вновь считается MD5 – и так тысячу раз).
Применительно к взлому, иногда хешем называют сформированную определённым образом строку или файл, которые не применяются целевым приложением, но которые были рассчитаны исходя из исходных данных так, что позволяют взломать пароль целевого файла или протокола.
Пример такой строки для WinZip: $zip2$*0*3*0*b5d2b7bf57ad5e86a55c400509c672bd*d218*0**ca3d736d03a34165cfa9*$/zip2$
Пример строки для взлома пароля файла PDF 1.7 Level 8 (Acrobat 10 - 11): $pdf$5*6*256*-4*1*16*381692e488413f5502fa7314a78c25db*48*e5bf81a2a23c88f3dccb44bc7da68bb5606b653b733bcf9adaa5eb2c8ccf53abba66539044eb1957eda68469b1d0b9b5*48*b222df06deb308bf919d13447e688775fdcab972faed2c866dc023a126cb4cd4bbffab3683ecde243cf8d88967184680
Это можно сделать сравнивая исходный хеш с образцами. Либо исходя из количества символов и используемого набора символов.
Также можно использовать инструменты, которые значительно ускоряют этот процесс. Программами для определения типа хеша являются hashID и HashTag.
hashID
Эта программа по умолчанию уже установлена в Kali Linux. Она идентифицирует различные типы хешей, используемых для шифрования данных, в первую очередь, паролей.
hashID – это инструмент, написанный на Python 3, который поддерживает идентификацию более 220 уникальных типов хешей используя регулярные выражения.
Использование программы очень простое:
Пара важных замечаний:
- хеш всегда лучше указывать в одинарных кавычках (а не без кавычек и не в двойных)
- имеется опция -m, при использовании которой выводится информация о режиме Hashcat
Хеш режимы Hashcat – это условное обозначение типа хеша, которое необходимо указать с опцией -m, --hash-type.
К примеру, мне необходимо идентифицировать хеш $S$C33783772bRXEx1aCsvY.dqgaaSu76XmVlKrW9Qu8IQlvxHlmzLf:
Как можно увидеть по скриншоту, это Drupal > v7.x в Hashcat для взлома данного хеша необходимо указать режим 7900.
Идентифицируем хеш $1$VnG/6ABB$t6w9bQFxvI9tf0sFJf2TR.:
Получаем сразу несколько вариантов:
MD5cryp – это алгоритм, который вызывает тысячу раз стандартный MD5, для усложнения процесса.
Для справки: MD5 использовался для хеширования паролей. В системе UNIX каждый пользователь имеет свой пароль и его знает только пользователь. Для защиты паролей используется хеширование. Предполагалось, что получить настоящий пароль можно только полным перебором. При появлении UNIX единственным способом хеширования был DES (Data Encryption Standard), но им могли пользоваться только жители США, потому что исходные коды DES нельзя было вывозить из страны. Во FreeBSD решили эту проблему. Пользователи США могли использовать библиотеку DES, а остальные пользователи имеют метод, разрешённый для экспорта. Поэтому в FreeBSD стали использовать MD5 по умолчанию. Некоторые Linux-системы также используют MD5 для хранения паролей.
Ещё один хеш $6$q8C1F6tv$zTP/eEVixqyQBEfsSbTidUJfnaE2ojNIpTwTHava/UhFORv3V4ehyTOGdQEoFo1dEVG6UcXwhG.UHvyQyERz01:
Программа говорит, что это SHA-512 Crypt – т.е. SHA512 (Unix).
HashTag
HashTag – это инструмент на python, который разбирает и идентифицирует различные хеши паролей на основе их типа. HashTag поддерживает определение более 250 типов хешей и сопоставляет их с более чем 110 режимами hashcat. HashTag способен идентифицировать единичный хеш, разобрать единичный файл и определить хеши внутри него или обойти директорию и все поддиректории в поисках потенциальных файлов хешей и идентифицировать все найденные хеши.
Т.е. это аналогичная предыдущей программа.
По умолчанию в Kali Linux она отсутствует, поэтому требуется её скачать:
Идентифицируем те же самые хеши:
Как видим, результаты аналогичны.
Примеры хешей
Большое количество классических хешей, а также хешей, специально составленных для взлома пароля и хеш-файлов вы найдёте здесь.
На той странице вы можете:
- попытаться идентифицировать свой хеш по образцам
- найти ошибку в составленном хеше для взлома пароля, сравнив его с правильным форматом
- проверить работу программ по идентификации хеша
Программы hashID и HashTag не всегда правильно идентифицируют хеш (по крайней мере, в явных ошибках замечена hashID).
К примеру, меня интересует хеш c73d08de890479518ed60cf670d17faa26a4a71f995c1dcc978165399401a6c4:53743528:
Это явно ошибочный результат, поскольку соль после двоеточия будто бы была отпрошена при идентификации хеша.
Получаем более правильный результат:
В действительности это sha256($pass.$salt).
Как рассчитать хеш (контрольную сумму)
В Linux имеются программы для расчёта и сверки популярных хешей:
Все эти программы установлены по умолчанию в большинстве дистрибутивов Linux, они позволяют рассчитать хеши для файлов или для строк.
Применение всех этих программ похожее – нужно указать имя файла, либо передать по стандартному вводу строку.
Если для расчёта хеша строки вы используете echo, то крайне важно указывать опцию -n, которая предотвращает добавление символа новой строки – иначе каждый хеш для строки будет неверным!
Пример подсчёта хеша SHA1 для строки test:
Ещё один способ передачи строки без добавления конечного символа newline
Как можно заметить, после хеша следует пробел и имя файла (в случае стандартного ввода – указывается тире), чтобы показать только хеш, можно использовать к команде добавить | awk '' или | cut -d" " -f1:
Этот же результат можно получить следующей конструкцией:
Программы для вычисления различных хешей
Кроме перечисленных встроенных в Linux утилит, имеются другие программы, способные подсчитывать контрольные суммы. Часто они поддерживают сразу несколько алгоритмов хеширования, могут иметь дополнительные опции ввода и вывода (поддерживают различные форматы и кодировки), некоторые из них подготовлены для выполнения аудита файловой системы (выявления несанкционированных изменений в файлах).
Список некоторых популярных программ для вычисления хешей:
Думаю, используя русскоязычную справку с примерами использования, вы без труда сможете разобраться в этих программах самостоятельно.
Последовательное хеширование с использованием трубы (|)
К примеру, нам нужно рассчитать sha256 хеш для строки 'HackWare'; а затем для полученной строки (хеша), рассчитать хеш md5. Задача кажется очень тривиальной:
Но это неправильный вариант. Поскольку результатом выполнения в любом случае является непонятная строка из случайных символов, трудно не только обнаружить ошибку, но даже понять, что она есть. А ошибок здесь сразу несколько! И каждая из них ведёт к получению абсолютно неправильных данных.
Даже очень бывалые пользователи командной строки Linux не сразу поймут в чём проблема, а обнаружив первую проблему не сразу поймут, что есть ещё одна.
Очень важно помнить, что в строке вместе с хешем всегда выводится имя файла, поэтому выполняя довольно очевидную команду вроде следующей:
Давайте разобьём это действие на отдельные команды:
Второй этап хеширования:
Это и есть правильный ответ.
Проблема в том, что когда выводится промежуточный хеш, к нему добавляется символ новой строки, и второй хеш считается по этой полной строке, включающей невидимый символ!
Используя printf можно вывести результат без конечного символа новой строки:
Результат вновь правильный:
С printf не все дружат и проблематично использовать рассмотренную конструкцию если нужно хешировать более трёх раз, поэтому лучше использовать tr:
Вновь правильный результат:
Или даже сделаем ещё лучше – с программой awk будем использовать printf вместо print (это самый удобный и короткий вариант):
Как посчитать итерированные хеши
Итерация – это повторное применение какой-либо операции. Применительно к криптографии, итерациями называют многократное хеширование данных, которые получаются в результате хеширования. Например, для исходной строки в виде простого текста рассчитывается SHA1 хеш. Полученное значение вновь хешируется – рассчитывается SHA1 хеш и так далее много раз.
Итерация – очень эффективный метод для борьбы с радужными таблицами и с полным перебором (брут-форсом), поэтому в криптографии итерированные хеши очень популярны.
Пример кода, который подсчитывает MD5 хеш с 1000 итераций:
- HackWare – строка для хеширования
- 1000 – количество итераций
- md5sum – используемая функция хеширования
Онлайн сервис определения хешей
Связанные статьи:
факультете информационной безопасности от GeekBrains? Комплексная годовая программа практического обучения с охватом всех основных тем, а также с дополнительными курсами в подарок. По итогам обучения выдаётся свидетельство установленного образца и сертификат. По этой ссылке специальная скидка на любые факультеты и курсы!
Рекомендуется Вам:
6 комментариев to Хеши: определение типа, подсчёт контрольных сумм, нестандартные и итерированные хеши
не работает при атаке на рукопожатия пишет
hashcat (v4.0.1) starting…
зашел по ссылке там какие то изменения произошли, скачал что то там новое. установил но так и не понял что это за новость такая***((((
конвертировал по схеме
wpaclean in .cap>
hashcat -m 2500 -a 3 capture.hccap
Alexey :
На этом сайте уже две инструкции с использованием нового формата:
Добрый день народ. Простите что не по теме. На каком дистрибьютиве основана Kali Linux 2018.1 ?
Я так понимаю , что дебиан, но какой 8.10 или уже 9й?
Alexey :
Самое важное практическое следствие из всего этого: если у вас установлен Rolling релиз Kali Linux любой давности (хоть даже в 2016 году), то вам не нужно переустанавливать систему при выходе новых выпусков (например, при появлении Kali Linux 2018.2), а достаточно просто обновить систему и вы получите у себя самую последнюю версию ОС.
Спасибо, теперь понятно. А кали может подхватывать репы от дебиан для установки программ?
Alexey :
Официально крайне не рекомендуется добавлять какие-либо сторонние источники приложений:
Криптографические хеш-функции — незаменимый и повсеместно распространенный инструмент, используемый для выполнения целого ряда задач, включая аутентификацию, защиту файлов и даже обнаружение зловредного ПО. Как они работают и где применяются?
Криптографические хеш-функции — незаменимый и повсеместно распространенный инструмент, используемый для выполнения целого ряда задач, включая аутентификацию, проверку целостности данных, защиту файлов и даже обнаружение зловредного ПО. Существует масса алгоритмов хеширования, отличающихся криптостойкостью, сложностью, разрядностью и другими свойствами. Считается, что идея хеширования принадлежит сотруднику IBM, появилась около 50 лет назад и с тех пор не претерпела принципиальных изменений. Зато в наши дни хеширование обрело массу новых свойств и используется в очень многих областях информационных технологий.
Что такое хеш?
Если коротко, то криптографическая хеш-функция, чаще называемая просто хешем, — это математический алгоритм, преобразовывающий произвольный массив данных в состоящую из букв и цифр строку фиксированной длины. Причем при условии использования того же типа хеша длина эта будет оставаться неизменной, вне зависимости от объема вводных данных. Криптостойкой хеш-функция может быть только в том случае, если выполняются главные требования: стойкость к восстановлению хешируемых данных и стойкость к коллизиям, то есть образованию из двух разных массивов данных двух одинаковых значений хеша. Интересно, что под данные требования формально не подпадает ни один из существующих алгоритмов, поскольку нахождение обратного хешу значения — вопрос лишь вычислительных мощностей. По факту же в случае с некоторыми особо продвинутыми алгоритмами этот процесс может занимать чудовищно много времени.
Как работает хеш?
Например, мое имя — Brian — после преобразования хеш-функцией SHA-1 (одной из самых распространенных наряду с MD5 и SHA-2) при помощи онлайн-генератора будет выглядеть так: 75c450c3f963befb912ee79f0b63e563652780f0. Как вам скажет, наверное, любой другой Брайан, данное имя нередко пишут с ошибкой, что в итоге превращает его в слово brain (мозг). Это настолько частая опечатка, что однажды я даже получил настоящие водительские права, на которых вместо моего имени красовалось Brain Donohue. Впрочем, это уже другая история. Так вот, если снова воспользоваться алгоритмом SHA-1, то слово Brain трансформируется в строку 97fb724268c2de1e6432d3816239463a6aaf8450. Как видите, результаты значительно отличаются друг от друга, даже несмотря на то, что разница между моим именем и названием органа центральной нервной системы заключается лишь в последовательности написания двух гласных. Более того, если я преобразую тем же алгоритмом собственное имя, но написанное уже со строчной буквы, то результат все равно не будет иметь ничего общего с двумя предыдущими: 760e7dab2836853c63805033e514668301fa9c47.
Впрочем, кое-что общее у них все же есть: каждая строка имеет длину ровно 40 символов. Казалось бы, ничего удивительного, ведь все введенные мною слова также имели одинаковую длину — 5 букв. Однако если вы захешируете весь предыдущий абзац целиком, то все равно получите последовательность, состоящую ровно из 40 символов: c5e7346089419bb4ab47aaa61ef3755d122826e2. То есть 1128 символов, включая пробелы, были ужаты до строки той же длины, что и пятибуквенное слово. То же самое произойдет даже с полным собранием сочинений Уильяма Шекспира: на выходе вы получите строку из 40 букв и цифр. При всем этом не может существовать двух разных массивов данных, которые преобразовывались бы в одинаковый хеш.
Вот как это выглядит, если изобразить все вышесказанное в виде схемы:
Для чего используется хеш?
Отличный вопрос. Однако ответ не так прост, поскольку криптохеши используются для огромного количества вещей.
Для нас с вами, простых пользователей, наиболее распространенная область применения хеширования — хранение паролей. К примеру, если вы забыли пароль к какому-либо онлайн-сервису, скорее всего, придется воспользоваться функцией восстановления пароля. В этом случае вы, впрочем, не получите свой старый пароль, поскольку онлайн-сервис на самом деле не хранит пользовательские пароли в виде обычного текста. Вместо этого он хранит их в виде хеш-значений. То есть даже сам сервис не может знать, как в действительности выглядит ваш пароль. Исключение составляют только те случаи, когда пароль очень прост и его хеш-значение широко известно в кругах взломщиков. Таким образом, если вы, воспользовавшись функцией восстановления, вдруг получили старый пароль в открытом виде, то можете быть уверены: используемый вами сервис не хеширует пользовательские пароли, что очень плохо.
Еще один пример, покруче. Не так давно по тематическим сайтам прокатилась новость о том, что популярный облачный сервис Dropbox заблокировал одного из своих пользователей за распространение контента, защищенного авторскими правами. Герой истории тут же написал об этом в твиттере, запустив волну негодования среди пользователей сервиса, ринувшихся обвинять Dropbox в том, что он якобы позволяет себе просматривать содержимое клиентских аккаунтов, хотя не имеет права этого делать.
Впрочем, необходимости в этом все равно не было. Дело в том, что владелец защищенного копирайтом контента имел на руках хеш-коды определенных аудио- и видеофайлов, запрещенных к распространению, и занес их в список блокируемых хешей. Когда пользователь предпринял попытку незаконно распространить некий контент, автоматические сканеры Dropbox засекли файлы, чьи хеши оказались в пресловутом списке, и заблокировали возможность их распространения.
Как при помощи хеша ловить вирусы?
Криптографические хеш-функции также могут использоваться для защиты от фальсификации передаваемой информации. Иными словами, вы можете удостовериться в том, что файл по пути куда-либо не претерпел никаких изменений, сравнив его хеши, снятые непосредственно до отправки и сразу после получения. Если данные были изменены даже всего на 1 байт, хеш-коды будут отличаться, как мы уже убедились в самом начале статьи. Недостаток такого подхода лишь в том, что криптографическое хеширование требует больше вычислительных мощностей или времени на вычисление, чем алгоритмы с отсутствием криптостойкости. Зато они в разы надежнее.
Кстати, в повседневной жизни мы, сами того не подозревая, иногда пользуемся простейшими хешами. Например, представьте, что вы совершаете переезд и упаковали все вещи по коробкам и ящикам. Погрузив их в грузовик, вы фиксируете количество багажных мест (то есть, по сути, количество коробок) и запоминаете это значение. По окончании выгрузки на новом месте, вместо того чтобы проверять наличие каждой коробки по списку, достаточно будет просто пересчитать их и сравнить получившееся значение с тем, что вы запомнили раньше. Если значения совпали, значит, ни одна коробка не потерялась.
Хэш – строка кода фиксированной длины, полученная путем хэширования (шифрования) исходной строки данных. Хэширование обычно применяется для шифрования конфиденциальных данных, при этом используются разные алгоритмы шифрования. Иногда может возникнуть необходимость расшифровки хэша – например, если вы забыли свой пароль.
Подобных сервисов в сети достаточно много, но в том случае, если вспомнить пароль с их помощью не получается, воспользуйтесь специализированной программой – например, PasswordsPro. Программа имеет несколько вариантов подбора, от самого быстрого – на простые пароли наподобие 123, 121212 и т.п., до переборки огромного количества возможных комбинаций. В последнем случае расшифровка может длиться не один день (зависит от мощности компьютера).
Для расшифровки хэша вы можете воспользоваться программой John the Ripper. Единственный недостаток приложения в том, что оно работает из командной строки.
Читайте также: