MD5, SHA1

Индустрия инфраструктуры открытых ключей (ИОК, англ. PKI — Public Key Infrastructure) рекомендует, чтобы любой объект инфраструктуры, использующий SHA-1, был переведён на более безопасный SHA-2. В этой статье описано, почему и как стоит это сделать.

В 2016 году миграция на SHA-2 была хорошей подготовкой к всеобщему дедлайну, сейчас же этот переход обязателен для обеспечения безопасности. Многие устройства и приложения, использующие электронные сертификаты, уже сейчас выводят предупреждения или ошибки или отказываются работать, если сертификат использует алгоритмы хеширования SHA-1 или старше. Зачем эти принудительные изменения? Потому что в хеше SHA-1 обнаружены серьёзные криптографические уязвимости, и дни, когда его защита ещё надёжна, уже сочтены.

Вплоть до 2022 года SHA-1 был самым популярным хешем, используемым для криптографической подписи, и некоторые, в особенности старые, приложения и устройства не принимали или не понимали хеши или сертификаты, основанные на алгоритме SHA-2. Это было основной проблемой перехода на новый стандарт.

Что такое хеш-функция Python

Хеш-функции используются в криптографических алгоритмах, электронных подписях, кодах аутентификации сообщений, обнаружении манипуляций, сканировании отпечатков пальцев, контрольных суммах (проверка целостности сообщений), хеш-таблицах, хранении паролей и многом другом.

Как Python-разработчику, вам могут понадобиться эти функции для проверки дубликатов данных и файлов, проверки целостности данных при передаче информации по сети, безопасного хранения паролей в базах данных или, возможно, для какой-либо работы, связанной с криптографией.

Есть вопросы по Python?

На нашем форуме вы можете задать любой вопрос и получить ответ от всего нашего сообщества!

Python Форум Помощи

Telegram Чат & Канал

Вступите в наш дружный чат по Python и начните общение с единомышленниками! Станьте частью большого сообщества!

Чат

Канал

Паблик VK

Одно из самых больших сообществ по Python в социальной сети ВК. Видео уроки и книги для вас!

Обратите внимание, что хеш-функции не являются криптографическим протоколом, они не шифруют и не дешифруют информацию, но являются фундаментальной частью многих криптографических протоколов и инструментов.

Атаки на хеши

Стойкость криптографической хеш-функции в том числе обеспечивается тем, что для любого уникального сообщения формируется уникальный хеш. В то же время необходимо, чтобы по одному только хешу нельзя было воспроизвести исходное сообщение. На попытке обойти это свойство строится атака нахождения прообраза. Кроме того, два разных сообщения ни в коем случае не должны преобразовываться в одинаковые хеши, иначе возникнет явление, которое называется коллизией. На этом явлении основывается атака «дней рождения».

Общепринятые криптографические хеш-функции изначально считаются криптографически стойкими, но со временем злоумышленники находят математические уловки, ослабляющие их защиту.

Вычислительная сложность криптостойкого хеша равна заявленной эффективной длине последовательности бит минус 1. Таким образом, когда неизвестны его недостатки, 128-битный хеш будет иметь сложность вычисления 2^127. Как только кто-то найдёт математический алгоритм, который позволит взломать хеш за время меньшее, чем эффективная длина бит минус 1, такой хеш будет считаться ослабленным. Как правило, все общепринятые хеши становятся слабее со временем. Когда эффективная длина бит сокращается, хеш становится менее защищённым и менее ценным. Когда считается, что хеш может быть взломан за разумный период времени и с не столь значительными вычислительными ресурсами (стоимостью от сотен тысяч до миллионов долларов), то хеш считается «взломанным» и не должен больше использоваться. Взломанные хеши используются вредоносными программами и злоумышленниками для создания якобы законного программного обеспечения с цифровой подписью. Хороший пример такого ПО — Flame malware program. В общем, слабые хеши могут сыграть свою роль и не должны использоваться.

Обработка устаревших хэшей SHA-1

Все крупные поставщики веб-браузеров (например, Microsoft, Google, Mozilla, Apple) и другие доверенные стороны рекомендовали всем клиентам, сервисам и продуктам, в настоящее время использующим SHA-1, перейти на SHA-2, хотя что и когда должно перейти зависит от поставщика. Например, многие поставщики заботятся только о сертификатах TLS (т. е. веб-серверах), и только компания Microsoft озабочена использованием SHA-1 в цифровом сертификате от «публичного» центра сертификации. Но можно ожидать, что все поставщики потребуют перевести на SHA-2 все приложения и устройства, даже если они не готовы к этому. Сейчас большинство браузеров покажет сообщение об ошибке, если на веб-сайте используется публичный цифровой сертификат, подписанный SHA-1, но некоторые из них позволят вам обойти всплывающее окно и перейти на такой сайт. Возможно, в скором времени, все главные поставщики браузеров запретят обход сообщений об ошибке и переходы на сайты, использующие цифровые сертификаты SHA-1.

К сожалению, переход с SHA-1 на SHA-2 является односторонней операцией в большинстве сценариев сервера. Например, как только вы начнёте использовать цифровой сертификат SHA-2 вместо SHA-1, пользователи, не понимающие сертификаты SHA-2, начнут получать предупреждения и уведомления об ошибках, или даже отказы. Для пользователей приложений и устройств, не поддерживающих SHA-2, переход будет опасным скачком.

SHA-3

SHA3 - это новейший алгоритм хеширования семейства SHA, он был опубликован NISH в 2015 году, но пока не получил широкого распространения. Хотя он принадлежит к одному семейству, его внутренняя структура совершенно другая. Этот новый алгоритм хеширования основан на «Конструкция из губки . » Конструкция этой губки основана на случайной функции или случайной перестановке данных, она позволяет вводить любой объем данных и генерировать любой объем данных, кроме того, функция является псевдослучайной по отношению ко всем предыдущим записям. Это позволяет SHA-3 иметь большую гибкость, цель состоит в том, чтобы заменить SHA2 в типичном TLS или VPN протоколы, которые используют этот алгоритм хеширования для проверки целостности данных и их подлинности.

SHA-3 был родился как альтернатива SHA2, но не потому, что использование SHA-2 небезопасно, а потому, что они хотели иметь план B в случае успешной атаки против SHA2, таким образом, как SHA-2, так и SHA-3 будут сосуществовать. Фактически, много лет SHA-3 не используется массово, как SHA-2.

Эксплуатация и характеристики

SHA-3 использует конструкцию «губки», данные «впитываются» и обрабатываются для отображения вывода желаемой длины. На этапе поглощения данных используется операция XOR, которая затем преобразуется в функцию перестановки. SHA-3 позволяет нам иметь дополнительные биты информации, чтобы защитить хеш-функцию от атак расширения, что происходит с MD5, SHA-1 и SHA-2. Другой важной особенностью является то, что он очень гибкий, что позволяет тестировать криптоаналитические атаки и использовать его в легких приложениях. В настоящее время SHA2-512 в два раза быстрее, чем SHA3-512, но последний может быть реализован с помощью аппаратного обеспечения, что тогда может быть таким же быстрым и даже быстрее.

Список всех монет алгоритма SHA-256

Bitcoin (BTC), Bitcoin Cash (BCH) и Bitcoin SV (BSV) — три известные монеты, использующие алгоритм хеширования SHA-256.

Помимо этого, есть сотни альткойнов, которые вы можете добывать с помощью своего Асика. Однако учтите, что большинство проектов заброшено.

Добывать такие монеты совершенно бессмысленно. Потому что их сложно продать, так как они редко торгуются на биржах. Поэтому мы решили перечислить только известные монеты и те, у которых есть разумный объем торгов.

Прибыльность будет одинаковой для всех монет. Предлагаем вам воспользоваться калькуляторами майнинга, чтобы узнать, какой из них более прибыльный на данный момент.

ЧИТАЙТЕ:

Калькулятор доходности whattomine Калькулятор доходности Profit-mine Калькулятор доходности Coincalculators

Как появилось понятие хэш?

Сделаем небольшую паузу, чтобы интеллект окончательно не поплыл от потока сложных для простых пользователей терминов и информации. Расскажем об истории появления термина «хэш». А для простоты понимания выложим «инфу» в табличной форме.

Дата (год)	Хронология событий
1953	Известный математик и программист Дональд Кнут авторитетно считает, что именно в этот промежуток времени сотрудник IBM Ханс Питер Лун впервые предложил идею хеширования.
1956	Арнольд Думи явил миру такой принцип хеширования, какой знают его подавляющее большинство современных программистов. Именно эта «светлая голова» предложила считать хэш-кодом остаток деления на любое простое число. Кроме этого, исследователь видел идеальное хеширование инструментов для позитивной реализации «Проблемы словаря».
1957	Статья Уэсли Питерсона, опубликованная в «Journal of Research and Development», впервые серьезно затронула поиск информации в больших файлах, определив открытую адресацию и ухудшение производительности при ликвидации.
1963	Опубликован труд Вернера Бухгольца, где было представлено доскональное исследование хэш-функции.
1967	В труде «Принципы цифровых вычислительных систем» авторства Херберта Хеллермана впервые упомянута современная модель хеширования.
1968	Внушительный обзор Роберта Морриса, опубликованный в «Communications of the ACM», считается точкой отсчета появления в научном мире понятия хеширования и термина «хэш».

Интересно! Еще в 1956 году советский программист Андрей Ершов называл процесс хеширования расстановкой, а коллизии хэш-функций – конфликтом. К сожалению, ни один из этих терминов не прижился.

Что за «зверь» такой это хеширование?

Чтобы в головах читателей не образовался «винегрет», начнем со значения терминологий применительно к цифровым технологиям:

хэш-функция («свертка») – математическое уравнение или алгоритм, предназначенный и позволяющий превратить входящий информационный поток неограниченного объема в лаконичную строчку с заданным количеством парных символов (число зависит от протокола);
хеширование – процесс, описанный в предыдущем пункте;
хэш (хэш-код, хэш-сумма) – та самая лаконичная строчка (блок) из нескольких десятков «случайно» подобранных символов или, другими словами, результат хеширования;
коллизия – один и тот же хэш для разных наборов данных.

Исходя из пояснений, делаем вывод: хеширование – процесс сжатия входящего потока информации любого объема (хоть все труды Уильяма Шекспира) до короткой «аннотации» в виде набора случайных символов и цифр фиксированной длины.

Коллизии

Коллизии хэш-функций подразумевает появление общего хэш-кода на два различных массива информации. Неприятная ситуация возникает по причине сравнительно небольшого количества символов в хэш. Другими совами, чем меньше знаков использует конечная формула, тем больше вероятность итерации (повтора) одного и того же хэш-кода на разные наборы данных. Чтобы снизить риск появления коллизии, применяют двойное хеширование строк, образующее открытый и закрытый ключ – то есть, используется 2 протокола, как, например, в Bitcoin. Специалисты, вообще, рекомендуют обойтись без хеширования при осуществлении каких-либо ответственных проектов, если, конечно же, это возможно. Если без криптографической хэш-функции не обойтись, протокол обязательно нужно протестировать на совместимость с ключами.

Важно! Коллизии будут существовать всегда. Алгоритм хеширования, перерабатывающий различный по объему поток информации в фиксированный по количеству символов хэш-код, в любом случае будет выдавать дубли, так как множеству наборов данных противостоит одна и та же строчка заданной длины. Риск повторений можно только снизить.

Технические параметры

Основополагающие характеристики протоколов хеширования выглядят следующим образом:

Наличие внутрисистемных уравнений, позволяющих модифицировать нефиксированный объем информации в лаконичный набор знаков и цифр заданной длины.
Прозрачность для криптографического аудита.
Наличие функций, дающих возможность надежно кодировать первоначальную информацию.
Способность к расшифровке хэш-суммы с использованием вычислительного оборудования средней мощности.

Здесь стоит так же отметить важные свойства алгоритмов: способность «свертывать» любой массив данных, производить хэш конкретной длины, распределять равномерно на выходе значения функции. Необходимо заметить, любые изменения во входящем сообщении (другая буква, цифра, знак препинания, даже лишний пробел) внесут коррективы в итоговый хэш-код. Он просто будет другим – такой же длины, но с иными символами.

Требования

К эффективной во всех отношениях хэш-функции выдвигаются следующие требования:

протокол должен обладать чувствительностью к изменениям, происходящим во входящих документах – то есть, алгоритм обязан распознавать перегруппировку абзацев, переносы, другие элементы текстовых данных (смысл текста не меняется, просто происходит его коррекция);
технология обязана так преобразовывать поток информации, чтобы невозможно на практике осуществить обратную процедуру – восстановить из значения хэш первоначальные данные;
протокол должен использовать такие математические уравнения, которые исключили или значительно снизили факт появления коллизии.

Данные требования выполнимы исключительно тогда, когда протокол базируется на сложных математических уравнениях.