هش رمزنگاری: سپر قدرتمند در مقابل دزدان دیجیتال
تاریخ انتشار : آبان ۲۸, ۱۴۰۲ تاریخ به روز رسانی : دی ۲۴, ۱۴۰۲ نویسنده : حامد حسینی اصل زمان مورد نیاز مطالعه : 20 دقیقه تعداد بازدید : 310 بازدیددر دنیای دیجیتال پیچیده امروز، مفاهیم امنیت و رمزنگاری از اهمیت بسیاری برخوردارند. یکی از ابزارهای بنیادی در امنیت داده‌ها و اطلاعات، استفاده از توابع هش یا هش رمزنگاری است. در این مقاله، با هش رمزنگاری به عنوان یک مفهوم اساسی در امنیت دیجیتال آشنا خواهیم شد.
توابع هش یک نقش بی‌بدیل در حفاظت از داده‌ها و اطلاعات بازی می‌کنند. این ابزارهای رمزنگاری به ویژه در زمینه بلاکچین، امنیت تراکنش‌ها و تضمین اصالت اطلاعات از اهمیت بسزایی برخوردارند. همچنین، از تعریف اصطلاحات کلیدی و کاربردهای خاص هش تا بررسی چالش‌ها و راهکارهای امنیتی در استفاده از این توابع، این مقاله تا حد زیادی به تبیین جزئیات علمی این حوزه می‌پردازد.
پرداختن به توضیحات تکمیلی در مورد توابع هش، نحوه انتخاب الگوریتم‌های مناسب براساس نیازهای پروژه‌ها، و بررسی کاربردهای اختصاصی هش در زمینه‌های مختلف نیز از موضوعات مهم این مقاله خواهد بود.
آموزش رایگان ارز دیجیتال در نیم ساعت
همین الان با وارد کردن اطلاعات خود در فرم، دوره آموزش ارز دیجیتال را به صورت رایگان دریافت کرده و 10/000 تومان شارژ هدیه دریافت نمایید.
هش رمزنگاری: تضمین امنیت داده ها
هش یک روش رمزنگاری است که با دریافت ورودی‌های مختلف، آنها را به یک مقدار ثابت و یکتا در قالب یک رشته متنی تبدیل میکند. رمزنگاری هش شامل بلوک‌های داده از یک رشته اصلی است که به یک خروجی با طول ثابت تبدیل می‌شود. معمولاً خلاصه اطلاعات یا داده‌ها در فایلهای ارسالی با استفاده از رمزنگاری هش قرار می‌گیرد.
از دیگر کاربردهای هش رمزنگاری، شناسایی و مقایسه اطلاعات در پایگاه داده‌ها و فایل هاست. این روش به عنوان یک ابزار امن و آسان در شناسایی پیام‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای مثال، در امنیت اطلاعات، هنگامی که یک فرد می‌خواهد یک پیام را برای یک گیرنده ارسال کند، می‌تواند از فرایند هش رمزنگاری برای ایجاد یک مقدار یکتا و اختصاصی برای این پیام استفاده کند.
رمزنگاری هش یک فرآیند است که داده را بدون در نظر گرفتن اندازه ورودی به یک سری کاراکتر با طول ثابت تبدیل میکند. خروجی این فرآیند به عنوان “هش” یا “مقدار هش” شناخته می‌شود، و تابع ریاضی مسئول این تبدیل به نام “تابع هش” نامیده می‌شود. هشینگ اغلب برای اعتبارسنجی اصالت پیام‌ها استفاده می‌شود. به عنوان مثال، برای اطمینان از اینکه یک فایل ارسالی بدون تغییر به مقصد مورد نظر رسیده است، می‌توان از الگوریتم های هش استفاده کرد.
تفاوت هش و رمزنگاری
هش (Hashing) و رمزنگاری (Encryption) دو فرآیند متفاوت در زمینه امنیت اطلاعات هستند. در ادامه، تفاوت هش و رمزنگاری را توضیح می‌دهیم:
- هش (Hashing):
- هدف:
- هش به عنوان یک تابع یک‌طرفه (one-way function) عمل میکند، به این معنی که نمی‌توان از مقدار هش به مقدار اصلی بازگشت.
- هش اغلب برای ارائه‌ی یک “چک‌سم” (checksum) یا “امضاء دیجیتال” برای اطلاعات استفاده می‌شود.
- ویژگی:
- هر تغییر کوچک در داده، تغییر زیادی در مقدار هش ایجاد میکند (ویژگی مقاومت در برابر تغییرات کوچک).
- هش‌ها اغلب ثابت‌اند اندازه دارند، به عنوان مثال، یک هش MD5 32 کاراکتر است.
- مثال:
- الگوریتم‌های معروف هش شامل MD5، SHA-1، و SHA-256 هستند.
- هدف:
- رمزنگاری (Encryption):
- هدف:
- رمزنگاری برای مخفی‌کردن یا حفاظت اطلاعات از دسترس غیرمجاز استفاده می‌شود.
- اطلاعات با استفاده از یک الگوریتم رمزنگاری به صورت قابل بازگشت (در دو طرفه) تبدیل می‌شوند و معمولاً نیاز به یک کلید (key) برای رمزنگاری و رمزگشایی دارند.
- ویژگی:
- رمزنگاری معمولاً برای حفظ حریم خصوصی و امانت اطلاعات استفاده می‌شود.
- در برخی از حالات، ممکن است به اندازه‌ی ممکن تاخیر در عملیات رمزنگاری ایجاد شود.
- مثال:
- الگوریتم‌های رمزنگاری شامل AES (Advanced Encryption Standard)، DES (Data Encryption Standard) و RSA هستند.
- هدف:
به طور کلی، هش به عنوان یک چک‌سم برای اطلاعات استفاده می‌شود و هدف آن ارائه یک “اثبات” از تمامیت داده‌ها است. در مقابل، رمزنگاری برای مخفی‌کردن اطلاعات و جلوگیری از دسترسی غیرمجاز به اطلاعات مهم است.
توابع هش رمزنگاری
تابع هش در رمزنگاری به منظور تبدیل داده‌های متنی به شناسه‌های منحصر به فرد با طول ثابت تعریف می‌شوند. این شناسه‌ها به نام “هش” یا “مقدار هش” شناخته می‌شوند و فرآیند تبدیل اطلاعات به آنها به عنوان تابع هش hash function شناخته می‌شود. به عبارت دیگر، تابع هش hash function یک فرآیند یک طرفه است که داده‌های ورودی را به یک مقدار هش با طول ثابت تبدیل میکند.
یکی از ویژگی‌های اصلی توابع هش رمزنگاری این است که حتی با تغییر کوچک در داده ورودی، مقدار هش به طور قابل توجهی تغییر میکند. این ویژگی باعث می‌شود تا هش به عنوان یک ابزار مؤثر در اعتبارسنجی داده‌ها و اطمینان از صحت آنها مورد استفاده قرار گیرد.
هشینگ و رمزگذاری از نظر عملکردی متفاوت هستند. در حالی که هشینگ برای تولید شناسه منحصر به فرد برای داده‌ها استفاده می‌شود، رمزگذاری برای مخفی کردن یا محافظت از داده‌ها در برابر دسترسی ناخواسته و افراد غیرمجاز است.
به عنوان مثال، هنگامی که اطلاعاتی از یک سمت به سمت دیگر ارسال می‌شود، هشینگ برای ایجاد اثبات اصالت و یا بررسی تغییرات در داده‌ها استفاده می‌شود. این فرآیند به ویژه در امور امنیتی و ارتباطات اینترنتی اهمیت زیادی دارد.
تابع هش چگونه کار میکند؟
همان‌طور که ذکر کردیم؛ توابع هش با توجه به نوع و ساختار کاری خود، خروجی‌هایی با اندازه‌های متفاوت تولید می‌کنند؛ اما اندازه‌ی خروجی یک نوع خاص از تابع هش همواره ثابت است. به عنوان مثال، الگوریتم SHA-256 که به عنوان تابع هش بیت کوین و یکی از پرکاربردترین الگوریتم های هش در جهان شناخته می‌شود، تنها توانایی تولید خروجی ۲۵۶ بیتی را دارد. در این رابطه، طول و مقدار ورودی هر چه باشد، مقدار هش تولیدی نیز ۲۵۶ بیت خواهد بود.
در مثال زیر، کلمه “Ircc” را با حالت حرف اول بزرگ و حرف اول کوچک در تابع هش بیت کوین (SHA-256) وارد کرده‌ایم:
- “Ircc”: 65592d00da56347062e6dc84e8ff978ba021267b288bbe3c7f2cb5c04d797bd4
- “ircc”: 478734e921cc9b571d7ab5fc226dcb2ce59fcab83fb73258ab8082382d86c6ee
همان‌طور که مشاهده می‌شود، با تغییر حالت حرف فقط یکی از حروف، کد هش خروجی تغییر میکند؛ اما هر دو حالت مقدار خروجی ۲۵۶ بیتی یکسان را تولید می‌کنند. تا به اینجا به عنوان یک قاعده تاکید کردیم که مقدار ورودی هر چقدر هم باشد، یک تابع هش مقدار ثابتی را به عنوان خروجی تولید میکند.
توجه: تولید خروجی با طول ثابت، امنیت را افزایش می‌دهد؛ زیرا در صورت حمله و تلاش برای رمزگشایی، با این روش امکان تشخیص ورودی تقویت می‌شود.
یکی دیگر از الگوریتم های هش معروف دیگری که وجود دارد، SHA-1 است که مخفف عبارت “الگوریتم های هش ایمن” (Secure Hash Algorithms) است. این عبارت شامل مجموعه‌ای از توابع هش رمزنگاری می‌شود که شامل SHA-0، SHA-1، SHA-2 و SHA-3 می‌شوند.
توابع SHA-256 و SHA-512 و نسخه‌های دیگر، جزء گروه SHA-2 قرار دارند و تنها گروه‌های SHA-2 و SHA-3 در حال حاضر به عنوان ایمن مورد توجه قرار می‌گیرند.
حال اگر مثال بالا را در تابع SHA-1 استفاده کنیم، مقادیر تابع به صورت زیر خواهد بود:
- “Ircc”: a6f9af856be33de008c9f5ffb942e2c4e2d64
- “ircc”: 3ec8e2b221402e786dfa6f0884a0e7f7be11c
همانند توابع هش دیگر، تابع SHA-1 نیز برای ورودی‌های با طول مختلف، مقادیر ثابتی تولید میکند و در صورت تغییر در ورودی، مقدار هش نیز تغییر خواهد کرد.
ویژگی های تابع هش
تابع هش در رمزنگاری یکی از پایه‌های اصلی بلاکچین امن است. در زیر ویژگی‌های آن را بررسی می‌کنیم:
قطعی بودن:
تابع هش در ازای یک ورودی مشخص، مقدار Hash ثابت ارائه می‌دهد. این به معنای این است که حتی اگر همان ورودی چندین بار در تابع قرار گیرد، مقدار خروجی همیشه یکسان خواهد بود. این ویژگی مهمی است که سبب می‌شود پیگیری و اداره داده‌ها آسان‌تر باشد. اگر برای یک ورودی ثابت، هر بار مقدار هش متفاوت باشد، کاربران با مشکلاتی همچون انبوهی از کدهای Hash و ناتوانی در جمع‌آوری و پیگیری آنها مواجه می‌شوند.
یک طرفه بودن:
تابع هش رمزنگاری، تابع یک‌طرفه است؛ به این معنا که در مقابل مقدار ورودی، به آسانی می‌توان خروجی را به دست آورد؛ اما عملیات برعکس، به دست آوردن ورودی از خروجی، به طور کامل غیر ممکن نیست ولی به دلیل سختی و هزینه‌های بالا، عملی نیست.
برای توضیح بیشتر، فرض کنید که اعدادی از ۵ تا ۱۰ به تابع هش داده شده‌اند و خروجی‌های متناظر با آنها به دست آمده است. در یک لیست کوتاه و با در نظر گرفتن قطعیت مقدار Hash، می‌توان با جایگزینی مجدد ورودی‌ها در تابع، مقدار ورودی هر خروجی را کشف کرد.
اما این روش زمان‌بر و سخت است، به‌ویژه زمانی که با یک لیست بلند از مقادیر ورودی مواجه هستیم. در این شرایط، اجرای این روش فرآیندی بسیار سخت و زمان‌بر خواهد بود، به طوری که می‌توان آن را به عنوان یک روش غیرعملی دانست.
متفاوت بودن مقادیر هش برای هر ورودی:
هر ورودی در فرایند هشینگ دارای یک مقدار Hash منحصر به فرد خواهد بود، و این امکان وجود دارد که هش دو مقدار ورودی متفاوت یکدیگر شبیه یا برابر نشوند.
به عبارت دیگر، اگر یک مقدار هش برای ورودی A به نام H3 تولید شود، این بدان معناست که اگر ورودی B متفاوتی از A باشد، هش متناظر با B (که ممکن است به نام H4 باشد) با H3 متفاوت خواهد بود. این ویژگی باعث افزایش امنیت و اطمینان در استفاده از توابع هش می‌شود، زیرا امکان واگذاری یا تزریق داده‌ها با همان مقدار هش به سیستم را کاهش می‌دهد.
سرعت بالا در محاسبه:
یکی از ویژگی‌های اصلی توابع هش، سرعت بالا در انجام محاسبات است. توابع هش باید به سرعت ورودی را به مقدار هش متناظر تبدیل کنند. این ویژگی اهمیت زیادی در برنامه‌ها و سیستم‌هایی دارد که نیاز به پردازش سریع داده‌ها دارند. اجرای سریع توابع هش به طور مستقیم تأثیر مستقیمی بر کارایی و عملکرد کل سیستم دارد.
ثابت بودن میزان خروجی:
توابع هش برای هر ورودی، یک خروجی با طول ثابت ایجاد می‌کنند. به عبارت دیگر، حتی اگر ورودی بسیار بزرگ یا بسیار کوچک باشد، طول خروجی هش همیشه یکسان است. این ویژگی موجب سهولت در مدیریت و استفاده از مقادیر هش می‌شود. برای مثال، اگر یک تابع هش 256 بیتی داشته باشیم، میزان خروجی هش همیشه 256 بیت (یا 32 بایت) خواهد بود، بدون توجه به اینکه ورودی چقدر بزرگ یا کوچک باشد. این ویژگی سازگاری و یکنواختی در طول خروجی هش را تضمین میکند.
تغییر خروجی با تغییرات ورودی:
هر گونه تغییر کوچک در مقدار ورودی تابع هش hash function باعث تولید یک خروجی هش متفاوت می‌شود. به عبارت دیگر، حتی با تغییر یک بیت از ورودی، مقدار هش به طور کامل تغییر میکند. این ویژگی مهم برای امانت و امنیت استفاده از توابع هش در کاربردهایی مانند ذخیره‌سازی رمزهای عبور و اطلاعات امنیتی می‌باشد. ب
ه عنوان مثال، در سیستم‌های امنیتی، اگر رمزعبور یک کاربر تغییر کند، مقدار هش آن رمزعبور نیز به صورت کامل تغییر خواهد کرد، و این امکان را فراهم میکند که هرگونه تغییر در رمزعبور تشخیص داده شود.
کاربردهای تابع هش
توابع هش در امور مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند، از جمله:
- امنیت رمزنگاری:
- ذخیره رمزعبور: توابع هش برای ذخیره رمزعبورها به شکل امن استفاده می‌شوند. به جای ذخیره مستقیم رمزعبور، مقدار هش آن ذخیره می‌شود. در صورتی که دیتابیس یا سیستم دچار نقض شود، اطلاعات اصلی رمزعبور آسان‌تر بازیابی نخواهد شد.
- تأیید اصالت داده:
- بررسی اصالت داده‌ها: توابع هش برای بررسی تغییرات در داده‌ها و تشخیص هرگونه تغییر ناخواسته یا جعل در اطلاعات مورد استفاده قرار می‌گیرند.
- مدیریت امنیت در بلاکچین:
- امضای دیجیتال: در بلاکچین و امور مرتبط، توابع هش برای ایجاد امضای دیجیتال از داده‌ها به منظور اطمینان از اصالت و یکتایی اطلاعات استفاده می‌شوند.
- سیستم‌های اطلاعات مالی:
- تأیید تراکنش‌ها: در صنایع مالی، توابع هش برای ایجاد اثباتیه‌ها (proofs) و تأیید تراکنش‌ها به کار می‌روند.
- امنیت در ارتباطات:
-
- تأیید صحت پیام‌ها: در ارتباطات امن، توابع هش برای تأیید صحت پیام‌ها و جلوگیری از تغییر در اطلاعات ارسالی استفاده می‌شوند.
- کارهای مرتبط با گذرواژه:
-
- سیستم‌های بازیابی گذرواژه: در سیستم‌های بازیابی گذرواژه، توابع هش برای ذخیره اطلاعات بازیابی (reset password) به شکل امن استفاده می‌شوند.
- برنامه‌های کاربردی مختلف:
-
- کد امنیتی: توابع هش برای ایجاد کدهای امنیتی و امضای داده‌ها در برنامه‌های کاربردی مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.
- اطلاعات تاریخچه:
-
- ثبت تاریخچه تغییرات: توابع هش برای ثبت تغییرات و تاریخچه داده‌ها در سیستم‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.
توابع هش به عنوان ابزاری برای ایجاد امنیت در اطلاعات، تشخیص تغییرات، و ارائه اطمینان از اصالت داده‌ها در بسیاری از زمینه‌های امنیت و اطلاعات مورد استفاده قرار می‌گیرند.
مثال هایی برای تابع هش
توابع هشینگ hashing در ارزهای دیجیتال برای ارسال اطلاعات تراکنش به صورت ناشناس به کار می‌روند. به عنوان نمونه، بیت کوین، بزرگترین و اصلی‌ترین ارز دیجیتال، از تابع هش رمزنگاری SHA-256 در الگوریتم خود استفاده میکند. به همین ترتیب، IOTA که یک پلتفرم برای اینترنت اشیا می‌باشد، از تابع هش رمزنگاری خود با نام Curl استفاده میکند. این توابع هش در دنیای واقعی نیز کاربردهای دیگری دارند. برخی از مهم‌ترین کاربردهای توابع هش در زیر آمده است.
تایید رمز عبور
تایید رمز عبور از طریق هش‌کردن رمزهای عبور و ذخیره کردن مقادیر هش شده در سرورها، یک روش امن‌تر برای مدیریت اطلاعات امنیتی مانند رمزهای عبور است. وقتی کاربر رمز عبور خود را وارد میکند، این رمز به یک مقدار هش تبدیل می‌شود و با مقادیر هش شده موجود در سیستم مقایسه می‌شود.
هش کردن رمزهای عبور به این ترتیب کمک میکند تا حفظ حریم خصوصی کاربران تضمین شود، زیرا حتی سرورها نیز نمی‌توانند به راحتی به رمزهای عبور واقعی دسترسی پیدا کنند. این روش به دلیل مقایسه مقادیر هش شده به جای مستقیم مقایسه رمزهای عبور اصلی، مزایای امنیتی بیشتری دارد.
توجه به نکات امنیتی همچون استفاده از الگوریتم‌های هش قوی، اعمال تکنیک‌های سالت (Salt) برای پیچیدگی بیشتر، و مدیریت صحیح امنیت در سمت سرور از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.
تایید امضا
تأیید امضاها یک فرآیند ریاضی است که برای اعتبارسنجی صحت پیام‌ها یا اسناد دیجیتال استفاده می‌شود. یک امضای دیجیتال معتبر به گیرنده‌ی پیام اطمینان می‌دهد که پیام توسط یک فرستنده آشنا ایجاد شده است و در طول انتقال تغییر نکرده است. این فرآیند معمولاً از سه الگوریتم تشکیل شده است:
- الگوریتم تولید کلید (Key Generation): در این مرحله، یک جفت کلید (عمومی و خصوصی) تولید می‌شود. کلید عمومی برای امضاء و کلید خصوصی برای تأیید امضا مورد استفاده قرار می‌گیرد. کلید عمومی در اختیار عموم قرار می‌گیرد و کلید خصوصی تنها توسط فرد یا سازمان ایجاد‌کننده امضا استفاده می‌شود.
- الگوریتم امضا (Signature Generation): در این مرحله، با استفاده از کلید خصوصی و پیام، یک امضا دیجیتال تولید می‌شود. این امضا یک رشته بایتی است که شامل مشخصات پیام و اطلاعات تولید‌کننده امضا می‌شود.
- الگوریتم تأیید امضا (Signature Verification): گیرنده پیام با استفاده از کلید عمومی و امضای دیجیتال، صحت امضا را تأیید میکند. اگر امضا معتبر باشد، گیرنده می‌تواند اطمینان حاصل کند که پیام از یک فرستنده معتبر دریافت شده است.
Merkle Trees که یک فناوری مورد استفاده در ارزهای دیجیتال است، نوعی امضای دیجیتال محسوب می‌شود که برای اعتبارسنجی ساختار داده‌های درختی به کار می‌رود.
بررسی یکپارچه بودن فایل
استفاده از هش‌ها به عنوان مرجعی برای اطمینان از عدم دستکاری در حین انتقال پیام‌ها و فایل‌ها، یک روش معمول و مؤثر در ایجاد زنجیره‌ی اعتماد است. این فرآیند به عنوان “تأیید امضا” نیز شناخته می‌شود. زمانی که یک فرد یا سازمان می‌خواهد یک پیام یا فایل را به دیگران ارسال کند، می‌تواند هش مربوط به محتوای آن را ایجاد کند و این هش را به همراه پیام یا فایل ارسال کند.
گیرندگان می‌توانند هش را با استفاده از همان الگوریتم هشی که فرستنده استفاده کرده است محاسبه کرده و با هش منتشر شده مقایسه کنند. اگر هش‌ها برابر باشند، این نشان می‌دهد که محتوای پیام یا فایل در طول انتقال تغییر نکرده و امضای دیجیتال معتبر است. این فرآیند تأیید امضا به گیرنده اعتماد می‌آورد که اطلاعات به دست آمده به درستی از فرستنده دریافت شده‌اند و در طول انتقال دستکاری نشده است.
پکیج آموزش ارز دیجیتال
در پکیج آموزش ارز دیجیتال قدم به قدم همراه با پشتیبان اختصاصی خود به ۱.مقدمات و اصطلاحات ارز دیجیتال ۲.نحوه تحلیل فاندامنتال، کیف پول ها و صرافی ها ۳.الگوهای نموداری و پرایس اکشن و اندیکاتورها و استراتژی‌های معاملاتی مسلط ...
انواع تابع هش پرکاربرد
تعداد زیادی تابع هش hash function وجود دارد که به طور گسترده در علوم کامپیوتر و امنیت اطلاعات مورد استفاده قرار می‌گیرند. این توابع هش توسط تیم‌های متخصص در حوزه‌های رمزنگاری و امنیت طراحی شده‌اند. با این حال، در طول زمان و با پیشرفت تکنولوژی، برخی از این توابع هش نقاط ضعف امنیتی نشان داده‌اند.
در ادامه مقاله، به تجزیه و تحلیل و مقایسه توابع هش محبوب خواهیم پرداخت. این تجزیه و تحلیل معمولاً شامل بررسی امنیت، سرعت، و کاربردهای مختلف توابع هش است.
با توجه به میزان استفاده و تأثیر گذاری هر تابع هش در حوزه‌های مختلف، انتخاب تابع هش hash function مناسب بستگی به موارد خاص و نیازهای کاربر دارد. در هر صورت، استفاده از توابع هش ایمن و با استاندارد به منظور حفظ امنیت اطلاعات بسیار حائز اهمیت است.
SHA
کمی قبل تر اشاره کردیم که الگوریتم SHA یکی از الگوریتم های هش ایمن است که توسط مؤسسه ملی استاندارد و فناوری آمریکا (NIST) و دیگر سازمان‌های امنیتی طراحی شده است. SHA-0 نخستین عضو این خانواده در سال ۱۹۹۳ معرفی شد، اما به دلیل مشکلات گسترده، نسخه‌ی بهبود یافته‌تری با نام SHA-1 معرفی شد.
SHA-1، یک تابع هشینگ ۱۶۰ بیتی بود و به عنوان بخشی از الگوریتم امضای دیجیتال طراحی شد. در سال ۲۰۰۵، مشکلات امنیتی در SHA-1 شناسایی شدند که ممکن بود هکرها به آن نفوذ کنند.
بنابراین، توسعه‌دهندگان الگوریتم SHA-2 را معرفی کردند که شامل ۶ تابع هشینگ با مقادیر هش متفاوت ۲۲۴، ۲۵۶، ۳۸۴ و ۵۱۲ بیتی است؛ به نام‌های SHA-224، SHA-256، SHA-384، SHA-512، SHA-512/224 و SHA-512/256. این الگوریتم‌ها در طول مقدار هش آنها تفاوت دارند.
همان‌طور که گفته شد، الگوریتم SHA-256 به عنوان بخشی از بلاک چین بیت کوین استفاده می‌شود و یکی از پرکاربردترین توابع هش در جهان به‌شمار می‌رود. علاوه بر این، از این الگوریتم در اموری همچون TLS، SSL، PGP، SSH، توسعه چند منظوره پست الکترونیک، اینترنت/امن و IPsec (ایمن‌سازی پروتکل اینترنت) نیز استفاده می‌شود.
SHA-3 که آخرین عضو از خانواده الگوریتم‌های هش ایمن است، در سال ۲۰۱۵ توسط NIST منتشر شد و از خانواده Keccak مشتق شده است. این الگوریتم در یک مسابقه در سال ۲۰۱۲ به عنوان برترین تابع هشینگ انتخاب شد.
Whirlpool
الگوریتم ویرپول یکی از توابع Hash رمزنگاری است که در سال ۲۰۰۰ توسط وینسنت ریمن (Vincent Rijmen) و پائولو بارتو (Paulo S. L. M. Barreto) طراحی شد. این تابع هش بر پایه‌ی نسخه اصلاح شده‌ی استاندارد رمزنگاری پیشرفته (AES) ساخته شده است. ویرپول هر پیامی با طول کمتر از ۲۲۵۶ بایت را دریافت و به مقدار هش ۶۴ بایتی تبدیل میکند.
تابع هش ویرپول از سال ۲۰۰۰ تاکنون، دو بار بازبینی شده است. در بازبینی نخست در سال ۲۰۰۱، S-box تغییر داده شد تا پیاده‌سازی این الگوریتم بر روی سخت‌افزار ساده‌تر شود. در سال ۲۰۰۳ و بازبینی دوم، یک مشکل امنیتی در آن شناسایی شد و سریعاً توسط توسعه‌دهندگان تابع برطرف شد. الگوریتم اولیه و اصلی به نام Whirlpool-0، بازبینی اول به نام Whirlpool-T و نسخه نهایی به نام Whirlpool شناخته می‌شوند.
RIPEMD
RIPEMD مخفف عبارت RACE Integrity Primitives Evaluation Message Digest است. این مجموعه‌ای از توابع هش به طور کلی به عنوان خانواده‌ای از توابع هش اروپایی شناخته می‌شود. این مجموعه شامل RIPEMD، RIPEMD-128 و RIPEMD-160 می‌باشد. همچنین نسخه‌های 256 و 320 بیتی این الگوریتم نیز وجود دارد.
RIPEMD اصلی (128 بیت) بر اساس اصول طراحی استفاده شده در MD4 طراحی شده است. RIPEMD-160 نسخه بهبود یافته و پرکاربردترین نسخه در خانواده است. نسخه‌های 256 و 320 بیتی این الگوریتم احتمال برخورد تصادفی را کاهش می‌دهند، اما در مقایسه با RIPEMD-128 و RIPEMD-160 از سطوح امنیتی بالاتری برخوردار نیستند.
MD5
قبل از هر چیزی باید بگوییم که MD5 برای چندین سال محبوب‌ترین و پرکاربردترین تابع هش بود، اما اکنون کاملاً منقرض شده است! MD5 یکی از اولین الگوریتم های هش است که مورد تایید گسترده قرار گرفته بود. MD5 در سال 1991 طراحی شد و در آن زمان به طور قابل توجهی ایمن در نظر گرفته می‌شد، اما با گذشت زمان هکرها نحوه رمزگشایی این الگوریتم را کشف کردند و اکنون می‌توانند در عرض چند ثانیه این الگوریتم را رمزگشایی کنند.
اکثر متخصصان عقیده دارند که MD5 برای استفاده گسترده ایمن نیست، زیرا شکستن آن بسیار آسان شده است؛ اما هنوز هم در تقسیم‌بندی پایگاه داده و تأیید اعتبار فایلهای ارسالی، استفاده می‌شود. اگر با یک زبان برنامه‌نویسی آشنا شده باشید، قطعاً این الگوریتم را می‌شناسید. خانواده MD از توابع هش MD2، MD4، MD5 و MD6 تشکیل شده است و یک تابع هشینگ 128 بیتی است.
Blake
تابع هشینگ Blake جزو ۵ الگوریتم برتر به انتخاب مؤسسه ملی استاندارد و فناوری ایالات متحده (NIST) است. این الگوریتم همانند SHA-2، از ۲ تابع مختلف تشکیل شده است. یکی از کلمات ۳۲ بیتی استفاده میکند و طول هش محاسبه‌شده‌ی آن حداکثر ۲۵۶ بیت است؛ دیگری از کلمات ۶۴ بیتی استفاده میکند با طول Hash ۵۱۲ بیت.
Blake2 در سال ۲۰۱۲ منتشر شد. هدف از طراحی این الگوریتم، معرفی جایگزینی برای الگوریتم‌های پرکاربرد اما آسیب‌پذیر MD5 و SHA-1 در برنامه‌هایی که نیازمند کارایی بالایی بودند، بود. این تابع نیز خود به دو زیرگروه Blake2b و Blake2s تقسیم می‌شود. گفته می‌شود Blake2 از MD5، SHA-1، SHA-2 و SHA-3 سریع‌تر است و از لحاظ امنیت نیز با SHA-3، یعنی آخرین نسخه الگوریتم هش ایمن برابری میکند.
هش در بلاک چین
هشینگ در بلاکچین یک نقش بسیار اساسی و حیاتی دارد. هر بلاک در یک زنجیره‌ی بلاک‌های بلاکچین دارای یک هش یا مجموعه‌ای از هش‌ها است که اطلاعات مهمی را در خود جای داده است. این هش‌ها از توابع هش استفاده می‌کنند که ویژگی‌هایی چون یکتایی، قابلیت بازیابی، و قابلیت تغییر یا بازگشت‌پذیری را دارا هستند.
در بلاکچین، هر بلاک شامل اطلاعاتی است که معمولاً شامل تراکنش‌هایی است که در شبکه ثبت شده‌اند. هر بلاک همچنین شامل یک هش (hash) از بلاک قبلی است. این اتصال باعث ایجاد زنجیره‌ای از بلاک‌ها می‌شود که هر بلاک به بلاک قبلی متصل است.
ویژگی‌های هش در بلاکچین، مانند مقاومت به تغییر و یکتایی، به بلاکچین امکان می‌دهند تا به صورت امن اطلاعات را ذخیره و مدیریت کند. هر تغییر در داده‌های بلاک، به وجود تغییر هشینگ در بلاکچین منجر می‌شود. این خصوصیات باعث می‌شود که اگر یک شخص یا گروهی سعی کند تاریخچه بلاک‌ها را تغییر دهد، هش در بلاکچین دچار تغییر می‌شوند و این تلاش از طریق شبکه بررسی می‌شود.
به عنوان مثال، در بیت‌کوین، بلاک‌ها از توابع هش SHA-256 استفاده می‌کنند. هش هر بلاک شامل اطلاعات تراکنش‌ها و هش بلاک قبلی است، و این اتصال به طور مستقیم به امنیت و ساختار متقارن بلاکچین کمک میکند.
هش ریت چیست؟
هش ریت یک معیار اساسی در فرآیند استخراج رمزارزها است، به ویژه در ماینینگ بیت‌کوین و سایر رمزارزها. این مفهوم به تلاش‌هایی که یک دستگاه ماینینگ در یک ثانیه برای حل یک هش خاص انجام می‌دهد، اشاره دارد. هش ریت اندازه‌گیری میکند که چقدر قدرت محاسباتی دستگاه ماینینگ استفاده شده است.
برای مثال، اگر یک ماینر هش ریت 10 تراهش بر ثانیه (10 TH/s) داشته باشد، این به این معناست که دستگاه به صورت متوسط هر ثانیه 10 تراهش مختلف را برای حل یک هش انجام می‌دهد.
هش ریت مستقیماً تأثیر مهمی در فرآیند استخراج دارد. با افزایش هش ریت، احتمال حل یک هش و در نتیجه دریافت پاداش نیز افزایش می‌یابد. به عبارت دیگر، دستگاه‌های با هش ریت بالاتر، سریع‌تر موفق به حل هش می‌شوند و در نهایت بیشترین احتمال را برای دریافت پاداش دارند.
تغییرات هش ریت نیز در زمان به وجود می‌آید و متغیرهای مختلفی مانند تعداد ماینرها، توان محاسباتی شبکه، و تنظیمات پروتکل مربوطه تأثیرگذارند. این تغییرات باعث تطابق هش ریت با نوسانات در توان محاسباتی شبکه می‌شوند.
جمع بندی
مقاله در مورد هش رمزنگاری و کاربردهای آن در رمزنگاری اطلاعات، به ویژه در حوزه ارزهای دیجیتال، صحبت کرده است. این توابع هش، الگوریتم‌هایی هستند که اطلاعات را به یک مقدار هش تبدیل می‌کنند که بر اساس ویژگی‌های خود قابل تشخیص و اعتبارسنجی است. برخی از توابع هش مطرح در مقاله عبارتند از SHA-256، Curl، و Blake2.
مقاله به موارد مختلفی اشاره کرده است که توابع هش در زندگی روزمره و فناوری به کار می‌روند. از جمله کاربردها، ذخیره‌سازی امن رمزعبورها و ایجاد امضاهای دیجیتال برای تأیید صحت اطلاعات نامبرده شده‌اند. همچنین، هشینگ hashing در ارزهای دیجیتال برای ایجاد امنیت و اعتبار در تراکنش‌ها به کار می‌روند.
نکته‌ی جالب مقاله، اشاره به نرخ هش (Hash Rate) در ماینینگ ارزهای دیجیتال بوده که نشان‌دهنده قدرت پردازش شبکه و عملکرد دستگاه‌های ماینر است. تنظیم خودکار سختی استخراج توسط شبکه در پاسخ به تغییرات نرخ هش، یکی از ویژگی‌های اساسی در این فرایند است.
در مجموع، مقاله به طور کامل به مفاهیم مرتبط با هش، کاربردها و اهمیت آن در عصر دیجیتال پرداخته و به خواننده توضیحات مفصلی ارائه داده است.
دیدگاه کاربران
بدون دیدگاه