O que significa Hashing? Hashing e Criptografia

O Que é Hashing?

Hashing é um processo de criptografia usado para garantir a segurança de dados. Ele envolve a conversão de dados em uma sequência de caracteres alfanuméricos de comprimento fixo, chamada de hash. Isso é feito usando um algoritmo matemático chamado de função hash.

A função hash é responsável por transformar os dados em uma sequência de caracteres que representa uma “impressão digital” única dos dados. Isso é importante para garantir a integridade e autenticidade dos dados, uma vez que qualquer alteração nos dados resultaria em uma mudança significativa no hash.

O hashing é usado em muitas aplicações de segurança, como na autenticação de senhas. Quando um usuário se registra em um site, a senha é transformada em um hash e armazenada no banco de dados. Quando o usuário tenta fazer login, a senha inserida é transformada em um hash e comparada com o hash armazenado no banco de dados. Se os hashes forem iguais, o usuário é autenticado com sucesso.

Uma das principais vantagens do hashing é que ele é um processo unidirecional. Isso significa que é fácil transformar os dados em um hash, mas é muito difícil (se não impossível) transformar o hash de volta nos dados originais. Isso torna o hashing ideal para proteger dados confidenciais, como senhas e informações financeiras.

Tipos de Algoritmos de Hashing

Existem vários tipos de algoritmos de hashing, cada um com suas próprias características e usos. Alguns dos mais comuns são:

MD5

O MD5 é um algoritmo de hashing amplamente utilizado que produz um hash de 128 bits. Embora tenha sido amplamente utilizado no passado, o MD5 é considerado inseguro para uso em criptografia devido a vulnerabilidades conhecidas que permitem colisões de hash.

SHA-1

O SHA-1 é um algoritmo de hashing que produz um hash de 160 bits e é frequentemente usado em software de segurança e criptografia. No entanto, o SHA-1 também é considerado inseguro devido a vulnerabilidades conhecidas que permitem colisões de hash.

DES

O DES é um algoritmo de criptografia simétrica que também pode ser usado para hashing. Ele produz um hash de 64 bits e é considerado inseguro para uso em criptografia devido à sua chave curta de 56 bits.

Algoritmos de Hashing Modernos

Os algoritmos de hashing modernos, como SHA-256 e SHA-512, são considerados mais seguros do que os algoritmos mais antigos, como MD5 e SHA-1. Esses algoritmos produzem hashes de 256 bits e 512 bits, respectivamente, e são amplamente utilizados em software de segurança e criptografia.

Colisões e Salting

Uma preocupação comum em relação aos algoritmos de hashing é a possibilidade de colisões, onde dois inputs diferentes produzem o mesmo hash. Para reduzir o risco de colisões, muitos sistemas usam a técnica de salting, que envolve a adição de um valor aleatório ao input antes de aplicar o algoritmo de hashing. Isso torna mais difícil para um invasor gerar um hash válido para um input específico.

Em resumo, existem vários tipos de algoritmos de hashing com diferentes níveis de segurança e usos. É importante entender as características e limitações de cada algoritmo ao selecionar um para uso em um sistema de segurança ou criptografia.

Hashing em Segurança Cibernética

Hashing é uma técnica fundamental em segurança cibernética que permite a criptografia segura de dados. Ele é usado para verificar a integridade de dados e garantir que eles não foram alterados. Hashing é um processo matemático que converte dados de qualquer tamanho em um valor de comprimento fixo. O valor resultante é chamado de hash.

Os hashes são usados ​​em muitas áreas da segurança cibernética, incluindo senhas, bancos de dados e criptografia. Em senhas, os hashes são usados ​​para armazenar senhas com segurança. Em vez de armazenar a senha real, o sistema armazena o hash da senha. Quando um usuário tenta fazer login, o sistema compara o hash da senha fornecida com o hash armazenado. Se os hashes forem iguais, o usuário é autenticado.

Os hashes também são usados ​​em bancos de dados para garantir que os dados não tenham sido alterados. Os hashes são calculados para os dados de entrada e armazenados junto com os dados. Quando os dados são recuperados do banco de dados, o hash é recalculado e comparado com o hash armazenado. Se os hashes forem iguais, os dados não foram alterados.

A criptografia de dados também usa hashes para garantir que os dados não tenham sido alterados. Os hashes são usados ​​para verificar a integridade dos dados antes e depois da criptografia. Isso garante que os dados não tenham sido adulterados durante a criptografia.

Funções de Hash e Estruturas de Dados

As funções de hash são algoritmos que mapeiam dados de tamanho variável para valores de tamanho fixo. Esses valores fixos são chamados de hash values, e são usados para indexar e localizar dados em uma hash table.

Uma hash table é uma estrutura de dados que armazena dados em pares chave-valor. A chave é usada para calcular o hash value, que é então usado para indexar a tabela e recuperar o valor correspondente. Essa abordagem é muito mais rápida do que a pesquisa sequencial em uma lista de dados não classificados.

No entanto, pode haver colisões de hash, quando duas chaves diferentes produzem o mesmo hash value. Isso é resolvido adicionando uma lista vinculada (linked list) aos valores da tabela hash. Quando ocorre uma colisão, o novo valor é adicionado à lista vinculada correspondente.

Uma boa função de hash deve distribuir os dados uniformemente em toda a tabela hash, minimizando assim o número de colisões. Além disso, deve ser rápida de calcular e produzir valores de hash únicos para dados diferentes.

As estruturas de dados hash são usadas em muitas aplicações, como bancos de dados, caches de memória, criptografia e processamento de imagens. Alguns exemplos de funções de hash comuns incluem MD5, SHA-1 e SHA-256.

Hashing e Criptografia

Hashing é uma técnica de criptografia que transforma qualquer forma de dados em uma string de texto especial. A saída de um hashing é conhecida como um valor de hash. Esse valor é geralmente representado por uma string de tamanho fixo e é usado para identificar dados.

A criptografia é o processo de transformar informações em um formato ilegível para que apenas as pessoas autorizadas possam acessá-las. Existem dois tipos principais de criptografia: a criptografia simétrica e a criptografia assimétrica.

A criptografia simétrica usa uma única chave para criptografar e descriptografar os dados. Isso significa que a mesma chave é usada para criptografar e descriptografar os dados. A criptografia assimétrica, por outro lado, usa um par de chaves diferentes: uma chave pública e uma chave privada. A chave pública é usada para criptografar os dados, enquanto a chave privada é usada para descriptografá-los.

Os valores de hash são geralmente usados em conjunto com a criptografia para garantir que os dados não possam ser lidos por pessoas não autorizadas. Isso é feito usando uma técnica chamada “one-way hashing”. Nessa técnica, os dados são criptografados usando um algoritmo de hashing e, em seguida, o valor de hash resultante é armazenado em um banco de dados. Quando alguém tenta acessar os dados, o valor de hash é comparado com o valor de hash armazenado no banco de dados. Se o valor de hash for o mesmo, isso significa que os dados são autênticos e podem ser acessados.

Os hackers podem tentar quebrar os valores de hash usando uma técnica chamada “rainbow table”. Essa técnica envolve a criação de uma tabela de valores de hash predefinidos para cada possível combinação de entrada. Quando um hacker obtém um valor de hash, ele pode procurar na tabela de rainbow para encontrar a entrada original correspondente.

Para evitar isso, os desenvolvedores usam uma técnica chamada “salts”. Um salt é um valor aleatório que é adicionado aos dados antes de criptografá-los. Isso significa que mesmo que os dados sejam os mesmos, eles serão criptografados de maneira diferente devido à adição do salt. Isso torna muito mais difícil para os hackers quebrarem os valores de hash.

A criptografia é uma técnica poderosa para proteger dados confidenciais. No entanto, é importante lembrar que nem todas as formas de criptografia são reversíveis. Isso significa que, uma vez que os dados são criptografados, eles não podem ser descriptografados. Isso é especialmente importante para as empresas que usam o Single Sign-On (SSO), pois os usuários precisam ser capazes de acessar vários sistemas sem precisar inserir suas credenciais várias vezes.

Aplicações de Hashing

Hashing é uma técnica amplamente utilizada em diversas áreas, desde segurança da informação até a otimização de algoritmos de busca. Abaixo, serão apresentadas algumas das principais aplicações de hashing:

Tabelas de Hash

As tabelas de hash são estruturas de dados que permitem a busca eficiente de elementos em um conjunto. Elas são amplamente utilizadas em algoritmos de busca e indexação, e funcionam através da associação de chaves (geralmente strings) a valores. Para isso, é utilizada uma função de hash que mapeia cada chave a um índice na tabela. Existem duas principais abordagens para implementação de tabelas de hash: open addressing e separate chaining.

Na abordagem de open addressing, cada entrada da tabela contém um único par chave-valor. Quando ocorre uma colisão (ou seja, duas chaves diferentes são mapeadas para o mesmo índice), é utilizado um esquema de probing para encontrar o próximo índice livre na tabela. Já na abordagem de separate chaining, cada entrada da tabela contém uma lista ligada de pares chave-valor. Quando ocorre uma colisão, o novo par é adicionado à lista correspondente.

Digital Signatures

Digital signatures são utilizadas para garantir a autenticidade e integridade de mensagens ou documentos eletrônicos. Elas funcionam através da aplicação de uma função de hash à mensagem original, seguida de uma operação criptográfica utilizando uma chave privada. O resultado dessa operação é a assinatura digital, que pode ser verificada por qualquer pessoa utilizando a chave pública correspondente.

Blockchain

Blockchain é uma tecnologia de registro distribuído que permite o armazenamento seguro e descentralizado de informações. Ela é amplamente utilizada em criptomoedas, como o Bitcoin, e funciona através da criação de blocos de transações que são encadeados uns aos outros. Cada bloco contém um conjunto de transações, bem como um hash do bloco anterior. Dessa forma, a integridade da cadeia é garantida, uma vez que qualquer alteração em um bloco afetaria todos os blocos subsequentes.

Determinismo

Uma das propriedades mais importantes das funções de hash é o determinismo, ou seja, a garantia de que a mesma entrada sempre produzirá a mesma saída. Isso é fundamental em diversas áreas, como em algoritmos de busca e indexação, onde é necessário garantir que a mesma chave sempre seja mapeada para o mesmo índice. Além disso, o determinismo é fundamental em aplicações criptográficas, onde a mesma mensagem sempre deve produzir a mesma assinatura digital.

Outras Aplicações

Além das aplicações mencionadas acima, hashing é amplamente utilizado em diversas outras áreas, como em compressão de dados, verificação de integridade de arquivos, e muito mais. Em geral, é uma técnica extremamente versátil e útil em diversas áreas da computação.