Definicja kryptograficznych funkcji skrótu

Czym są kryptograficzne funkcje skrótu?

Funkcja skrótu kryptograficznego to funkcja matematyczna stosowana w kryptografii. Typowe funkcje mieszające pobierają dane wejściowe o zmiennej długości, aby zwracać dane wyjściowe o stałej długości.

Funkcja skrótu kryptograficznego łączy możliwości przekazywania wiadomości funkcji skrótu z właściwościami zabezpieczeń.

Jak działają kryptograficzne funkcje skrótu

Funkcje skrótu są powszechnie używanymi strukturami danych w systemach komputerowych do zadań, takich jak sprawdzanie integralności wiadomości i uwierzytelnianie informacji. Chociaż uważa się je za „słabe” kryptograficznie, ponieważ można je rozwiązać w czasie wielomianowym, nie są one łatwe do odszyfrowania.

Funkcje skrótu kryptograficznego dodają zabezpieczenia do typowych funkcji skrótu, utrudniając wykrycie treści wiadomości lub informacji o odbiorcach i nadawcach.

W szczególności kryptograficzne funkcje skrótu wykazują te trzy właściwości:

• Są „bezkolizyjne”. Oznacza to, że żadne dwa skróty wejściowe nie powinny być mapowane na ten sam skrót wyjściowy.
• Mogą być ukryte. Powinno być trudno odgadnąć wartość wejściową funkcji mieszającej z jej danych wyjściowych.
• Powinny być przyjazne dla puzzli. Wybór wejścia, które zapewnia wstępnie zdefiniowane wyjście, powinien być trudny. Dlatego dane wejściowe powinny być wybrane z jak najszerszego rozkładu.

Trzy opisane powyżej właściwości są pożądane, ale nie zawsze można je zastosować w praktyce. Na przykład rozbieżność w przestrzeniach próbkowania dla skrótów wejściowych i wyjściowych zapewnia, że ​​kolizje są możliwe. Na przykład w 2017 roku MIT Waluta cyfrowa Inicjatywa znaleziono podatność na kolizję w ODROBINA.

Przykłady kryptograficznych funkcji skrótu

Funkcje skrótu kryptograficznego są szeroko stosowane w kryptowaluty anonimowe przekazywanie informacji o transakcjach. Na przykład, bitcoin, oryginalna i największa kryptowaluta, wykorzystuje w swoim algorytmie kryptograficzną funkcję skrótu SHA-256. Podobnie IOTA, platforma dla Internet przedmiotów, ma własną kryptograficzną funkcję skrótu o nazwie Curl.

Hasze mają jednak inne zastosowania w świecie rzeczywistym. Oto niektóre z najpopularniejszych aplikacji kryptograficznych:

Weryfikacja hasła.

Przechowywanie haseł w zwykłym pliku tekstowym jest niebezpieczne, dlatego prawie wszystkie witryny przechowują hasła jako skróty. Gdy użytkownik wprowadza swoje hasło, jest ono szyfrowane, a wynik jest porównywany z listą zaszyfrowanych wartości przechowywanych na serwerach firmy. Nie jest to jednak niezawodna praktyka, jak pokazuje kolekcja nr 1 zawierająca 21 milionów skradzionych haseł, odkryta w 2019 roku.

Generowanie i weryfikacja podpisu.

Weryfikacja podpisów to matematyczny proces służący do weryfikacji autentyczności dokumentów lub wiadomości cyfrowych. Prawidłowy podpis cyfrowy, gdzie warunki wstępne są usatysfakcjonowane, daje odbiorcy mocny dowód, że wiadomość została stworzona przez znanego nadawcę i że wiadomość nie została zmieniona podczas przesyłania. Schemat podpisu cyfrowego zazwyczaj składa się z trzech algorytmów: algorytmu generowania klucza; algorytm podpisywania, który po otrzymaniu wiadomości i klucza prywatnego tworzy podpis; oraz algorytm weryfikacji podpisu. Merkle Drzewa, technologia stosowana w kryptowalutach, jest rodzajem podpisu cyfrowego.

Weryfikowanie integralności plików i wiadomości.

Skróty mogą służyć do zapewnienia, że ​​wiadomości i pliki przesyłane od nadawcy do odbiorcy nie zostaną naruszone podczas przesyłania. Praktyka buduje „łańcuch zaufania”. Na przykład użytkownik może opublikować zaszyfrowaną wersję swoich danych i klucz, aby odbiorcy mogli porównać obliczoną wartość skrótu z wartością opublikowaną, aby upewnić się, że: wyrównywać.