Хешування: магія безпеки цифрового світу чи просто математичний трюк?

Question

Чорт, як же мене бісить, коли всякі "експерти" описують хешування наче це щось божественне! Я довго працював з цими алгоритмами, і повірте, вони не такі вже й складні. Давайте я вам поясню без цієї набридливої реклами та солодкого захоплення.

Хешування: суть без прикрас

Хешування - це коли беруть ваші дані і прогоняють через математичну м'ясорубку, отримуючи на виході незрозумілу абракадабру фіксованої довжини. Ця абракадабра і є хеш. Нічого магічного - просто математика.

Припустимо, я вводжу пароль "кошка123". Система проганяє його через хеш-функцію і отримує щось на зразок "a7f5bc4e3d2...". Тепер замість мого пароля зберігається ця білеберда. І головне - назад її не розшифруєш. Це як фарш - м'ясо перемолоти можна, а от зібрати корову назад вже ні.

Чим хеш відрізняється від звичайного шифрування?

Односторонність: Поверніть голову наліво і побачите хеш. Тепер спробуйте за цим хешем відновити оригінал. Не вдасться!
Лавинний ефект: Поміни один символ - і весь хеш стане абсолютно іншим. Змінив "кошка123" на "кошка124" - отримав зовсім інший результат.
Постійний розмір: Хоча енциклопедію хешируй, хоч слово "привіт" - довжина хеша буде однаковою.

Як це працює на практиці

Ось я набираю повідомлення: "Переведи 1 біткойн Петру". Система бере це повідомлення, застосовує до нього хеш-функцію і отримує унікальний хеш.

Чому це важливо? Якщо якийсь хитрий Вася спробує змінити суму на "10 біткоїнів" - хеш відразу зміниться, і система зрозуміє, що дані підроблені.

Блокчейн і хешування: без зайвої романтики

У блокчейні кожен блок містить:

Дані (транзакції)
Хеш цього блоку
Хеш попереднього блоку

Це як якщо б кожна сторінка книги містила відбиток попередньої сторінки. Спробуй змінити щось на сторінці 5, і сторінка 6 вже не буде "збігатися".

Коли ви відправляєте криптовалюту:

Дані транзакції хешуються
Ви підписуєте цей хеш своїм приватним ключем
Мережа перевіряє підпис

Ніякої магії - просто багато математики, багато комп'ютерів і трохи параної.

Де ще використовується хешування

Перевірка цілісності файлів

Скачали програму, а раптом в ній вірус? Звірте хеш завантаженого файлу з офіційним. Совпадає? Значить, файл не підміняли.

Зберігання паролів

На будь-якій нормальній торговій площадці ваш пароль зберігається у вигляді хешу. Якщо базу зламають - зловмисники побачать лише безглузді рядки, а не ваші паролі.

Цифрові підписи

Підписуєте документ електронним підписом? Там теж хешування. Система спочатку створює хеш документа, а потім шифрує його вашим приватним ключем.

Плюси та мінуси без прикрашання

Плюси:

Швидко працює
Назад не розшифровується
Підходить для безлічі завдань

Мінуси:

Колізії трапляються (два різних входи дають однаковий вихід)
Алгоритми старіють. MD5 вже зламано, SHA-1 під загрозою
Для майнінгу потрібно багато електрики

Що зараз відбувається у світі хешування?

Квантові комп'ютери незабаром можуть поставити жирний хрест на нинішніх алгоритмах хешування. Вже розробляються постквантові алгоритми. Я б на вашому місці звернув увагу на цей момент, якщо ви зберігаєте щось важливе з розрахунком на довгі роки.

Енергоефективність також стає проблемою. Біткойн споживає стільки енергії, скільки середня європейська країна, і все через ресурсоємні обчислення хешів.

Замість нудного висновку

Хешування - це не магія, а просто математичний трюк, який допомагає впевнитися, що ніхто не підмінив ваші дані, і що ваші паролі не зберігаються в відкритому вигляді.

Я використовую цю технологію щодня і можу сказати: вона працює. Але не слід її ідеалізувати або демонізувати. Це просто інструмент - як молоток. Його можна і дім побудувати, і по пальцю вдарити. Все залежить від того, хто тримає.

А тепер я піду перевіряти хеші своїх бекапів, тому що паранойя - мій вірний друг у світі цифрової безпеки.

Переглянути оригінал