Aprender sobre Secure Hash Algorithms (SHA) pela primeira vez pode parecer como decifrar um código alienígena. Na realidade, não é tão complicado quanto parece. Você provavelmente já ouviu falar de SHA-1, SHA-2, SHA-256 e SHA-512, mas entende suas diferenças e como elas afetam a segurança de seus dados?
Essas funções de hash criptográficas desempenham um papel fundamental na integridade e autenticação dos dados. No entanto, eles não são criados da mesma forma. Alguns oferecem mais segurança, enquanto outros são mais rápidos.
Este blog aborda os algoritmos SHA-1 e SHA-256 e todos os demais. Vamos nos aprofundar nos principais componentes da segurança na Web e ver como eles funcionam.
Índice
O que é SHA?
SHA é um acrônimo de Secure Hash Algorithm (Algoritmo de hash seguro), uma família de funções de hash criptográficas projetadas pela National Security Agency (NSA). Essa função hash criptográfica desempenha um papel fundamental para garantir a integridade e a segurança dos dados digitais.
O objetivo da SHA é criar um identificador exclusivo, chamado de hash, para qualquer informação digital. Esse hash é como uma impressão digital, garantindo que mesmo uma pequena alteração nas informações originais resulte em um hash completamente diferente.
Um exemplo clássico são suas senhas. Quando você cria uma conta em um site, o site não armazena sua senha. Em vez disso, ele usa SHA para converter sua senha em um hash. O hash reside no banco de dados. Portanto, mesmo que alguém obtenha acesso ao banco de dados, não verá a sua senha real, mas sim a sua forma com hash.
Digamos que sua senha de e-mail seja “likeflowers”. Veja como ela ficaria com hash:
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Essa longa sequência de caracteres é o hash SHA-256 de sua senha. Se você ajustar uma letra sequer em sua senha, o hash resultante será completamente diferente.
Como a SHA funciona?
A SHA opera com base em um princípio conhecido como efeito avalanche, em que até mesmo a menor alteração nas informações leva a uma mudança significativa e imprevisível no hash. Essa propriedade torna praticamente impossível que dois outputs diferentes produzam o mesmo hash.
Projetada para resistir a vários ataques criptográficos, a SHA evita ataques de colisão em que duas saídas diferentes geram o mesmo hash. Essa robustez é essencial para aplicativos como assinaturas digitais, certificados SSL e verificação da autenticidade dos dados.
Existem diferentes versões de SHA, como SHA-1, SHA-256 e SHA-512, cada uma produzindo valores de hash de diferentes comprimentos e possuindo características de segurança distintas. Vamos examiná-las mais de perto.
Diferentes versões do SHA
O desenvolvimento de diferentes versões da SHA decorre dos esforços contínuos da comunidade criptográfica para se manter à frente das ameaças que surgem. Com o avanço da tecnologia e o surgimento de novas vulnerabilidades, o aprimoramento das funções hash torna-se essencial para manter a segurança dos sistemas digitais.
Cada versão tem como objetivo solucionar as deficiências identificadas em suas antecessoras e adaptar-se às mudanças nos requisitos criptográficos. Se você quiser saber a diferença entre SHA-1 e SHA-256, por exemplo, entender o que cada versão de SHA faz é um ponto de partida.
O que é SHA-1?
A SHA-1 é conhecida por sua velocidade, mas não por sua segurança. Projetado pela NSA e publicado pelo National Institute of Standards and Technology (NIST). Ele produz um valor de hash de 160 bits (20 bytes), normalmente apresentado como um número hexadecimal de 40 dígitos.
Como ele calcula hashes rapidamente, é mais suscetível a ataques de força bruta, em que um invasor tenta todas as entradas possíveis para encontrar uma correspondência. Com o tempo, as vulnerabilidades descobertas no SHA-1 o tornaram suscetível a ataques de colisão, em que diferentes entradas poderiam produzir o mesmo hash.
A SHA-1 tem sido usada em assinaturas digitais e certificados SSL. No entanto, devido a seus pontos fracos, ele foi preterido em favor de funções hash mais seguras, como as da família SHA-2.
O que é SHA-2?
A família SHA-2 inclui funções hash com diferentes comprimentos de saída, como SHA-224, SHA-256, SHA-384, SHA-512, SHA-512/224 e SHA-512/256. O número no nome corresponde ao comprimento dos bits da saída do hash.
Como seu antecessor, o SHA-2 recebe uma entrada e produz uma saída de string de bits de tamanho fixo. No entanto, ele fez melhorias significativas em relação ao SHA-1. Ele é mais seguro, graças ao tamanho maior do bit e à introdução de novas operações matemáticas. A SHA-2 protege muitos protocolos e sistemas, incluindo TLS, PGP, SSH, IPsec e Bitcoin.
O que é SHA-256?
O SHA-256 faz parte da família SHA-2. O “256” em seu nome refere-se ao comprimento da saída de hash que ele gera, especificamente 256 bits ou 64 caracteres. Ele emprega um algoritmo complexo que passa por várias rodadas de processamento, criando um alto grau de resistência contra ataques criptográficos.
O SHA256 é um componente do protocolo TLS (Transport Layer Security), que garante a confidencialidade e a integridade dos dados trocados entre os servidores da Web e os navegadores. Além disso, a SHA-256 oferece um meio seguro de verificar a autenticidade de mensagens e arquivos por meio de assinaturas digitais.
No blockchain, o SHA-256 gera o hash criptográfico dos dados da transação, criando um registro seguro e inalterável das transações. O fato de os hashes SHA-256 não mudarem ajuda a tornar os sistemas de blockchain mais confiáveis.
O que é SHA-512?
Mudando para o SHA-512, você descobrirá que ele é um membro mais poderoso da família SHA-2 que produz um hash de 512 bits, oferecendo segurança aprimorada, mas exigindo mais recursos computacionais.
Diferentemente de seus irmãos menores da família SHA-2, o SHA-512 usa mais bits em suas operações, resultando em um hash mais longo e complexo. Essa maior complexidade tem um custo, que é a demanda por mais capacidade de processamento.
O tamanho maior da saída de hash do SHA-512 aumenta os requisitos de armazenamento em comparação com as funções de hash menores. Embora isso possa não ser uma preocupação significativa para muitos aplicativos, vale a pena considerar se o espaço de armazenamento for escasso.
Para aplicativos em que é necessário um alto nível de segurança, mas com menos recursos, outras funções hash, como SHA-256, podem ser mais adequadas.
Como outros algoritmos criptográficos clássicos, o SHA-512 não é resistente ao quantum e pode não ser adequado para a segurança pós-quântica.
SHA-1 vs. SHA-2 vs. SHA-256 vs. SHA-512
Vamos agora comparar SHA-1, SHA-2, SHA-256 e SHA-512. Os parâmetros a serem considerados são o tamanho do hash, a velocidade, a segurança, a padronização e o aplicativo. Avaliá-los o ajudará a escolher o algoritmo certo para suas necessidades.
Tamanho do Hash
A SHA-1 fornece um tamanho de hash de 160 bits, o que a torna menos segura e mais propensa a colisões. No entanto, ao comparar o desempenho do SHA-1 com o do SHA-256, fica evidente que o SHA-256, com seu tamanho de hash de 256 bits, oferece um aumento significativo na segurança e na resistência a ataques. O SHA-2 inclui várias versões com tamanhos de hash que variam de 224 a 512 bits.
Por outro lado, o SHA-512, com um tamanho de hash maior, de 512 bits, destaca-se como a opção mais segura entre os algoritmos de hash SHA-1 vs. SHA-2 vs. SHA-256 vs. SHA-512. Ele oferece melhor segurança, embora exija mais poder de processamento, um fator que precisa ser considerado em aplicativos sensíveis ao desempenho.
Velocidade e segurança
As métricas de velocidade SHA-1 vs. SHA-256 são diferentes, sendo a SHA-1 a mais antiga e a mais rápida, porém menos segura.
O SHA-2 (incluindo o SHA-256) oferece um bom equilíbrio entre velocidade e segurança, enquanto o SHA-512 tem um tamanho de hash maior e é mais lento, mas oferece maior segurança.
Portanto, ao escolher entre os algoritmos SHA-256 e SHA-512, você deve considerar a compensação entre velocidade e segurança. O primeiro é o algoritmo de hash padrão para proteção e integridade de dados, enquanto o segundo é usado em sistemas e ambientes personalizados.
Padronização
O National Institute of Standards and Technology aprovou todos esses algoritmos para segurança digital. A SHA-1, lançada em 1995, agora é considerada obsoleta devido a vulnerabilidades. Ele não é mais padrão para a maioria dos aplicativos.
A família SHA-2, com SHA-256 e SHA-512, é atualmente o padrão para criptografia e autenticação de dados na Web. Os algoritmos SHA-2 são tão seguros e eficientes que seu sucessor, o SHA-3, não ganhou muita força desde sua adoção em 2015.
Aplicativo
Historicamente, a SHA-1 era usada para várias finalidades criptográficas, como assinaturas digitais e geração de certificados. No entanto, suas falhas de segurança levaram à sua descontinuação em favor de funções hash mais seguras, como a SHA-256. No contexto da geração de certificados SHA-1 vs. SHA-256, os aplicativos modernos, especialmente os que envolvem dados confidenciais, agora usam o SHA-256 para aumentar a segurança.
Historicamente, a SHA-1 era usada para várias finalidades criptográficas, como assinaturas digitais e geração de certificados. No entanto, suas falhas de segurança levaram à sua descontinuação em favor de funções hash mais seguras, como a SHA-256. No contexto da geração de certificados SHA-1 vs. SHA-256, os aplicativos modernos, especialmente os que envolvem dados confidenciais, agora usam o SHA-256 para aumentar a segurança.
A variante SHA-512 do SHA-2 oferece ainda mais segurança e protege aplicativos de alto risco. Ele pode proteger a comunicação militar e a integridade do blockchain, verificando assinaturas digitais e blocos de hash para históricos de transações inalteráveis.
Na criptomoeda, ele protege as carteiras, autenticando os usuários e protegendo as transações financeiras. Em setores críticos como energia e saúde, o SHA-512 protege a comunicação e o armazenamento de dados, enfatizando sua ampla importância em aplicativos de alto risco.
PERGUNTAS FREQUENTES
Qual é o algoritmo SHA mais forte?
O SHA-3 (Secure Hash Algorithm 3) é considerado o algoritmo SHA mais robusto. No entanto, ele é duas vezes mais lento que o SHA-512 e ainda não foi adotado universalmente como uma alternativa viável à família SHA-2.
Qual SHA é a mais rápida?
Com relação à velocidade de processamento bruta, o SHA-1 é mais rápido que o SHA-2 e o SHA-3, mas também é o algoritmo de hash menos seguro.
Qual SHA é a melhor?
O SHA-256 é amplamente reconhecido por seus recursos de segurança robustos. Ele é utilizado por várias organizações e instituições de software, incluindo o governo dos EUA, para proteger informações confidenciais, pois não foi submetido a engenharia reversa com sucesso.
Ainda devo usar SHA-1?
Não, o uso de SHA-1 é altamente desaconselhado, pois está obsoleto e apresenta riscos de segurança significativos.
A SHA-1 está quebrada?
Sim, a SHA-1 é considerada quebrada, pois os pesquisadores demonstraram ataques práticos de colisão, tornando-a insegura para fins criptográficos.
Você pode descriptografar SHA-1?
Não, a SHA-1 é uma função de hash criptográfica projetada para ser uma função unidirecional, o que significa que não pode ser descriptografada. No entanto, ele é considerado inseguro devido a vulnerabilidades que permitem ataques de colisão.
O SHA-256 é mais forte do que o SHA-1?
Sim, o SHA-256 é significativamente mais forte que o SHA-1 em termos de segurança, pois fornece um tamanho de bit maior e é mais resistente a ataques de colisão.
Você pode converter SHA-1 em SHA-256?
Não, não é possível converter ou transformar diretamente um hash de SHA-1 para SHA-256, pois são funções de hash criptográficas distintas com algoritmos e tamanhos de saída diferentes.
O SHA-512 é melhor que o SHA-256?
Embora a SHA-512 ofereça um tamanho de bit maior e seja considerada mais segura contra determinados tipos de ataques, a escolha entre SHA-256 e SHA-512 depende de requisitos de segurança específicos. Na prática, o SHA-256 é amplamente usado devido ao seu equilíbrio entre segurança e eficiência,
Por que usar SHA-512 em vez de SHA-256?
O SHA-512 pode ser preferido em relação ao SHA-256 quando uma organização exige um nível mais alto de segurança em cenários como assinaturas digitais ou autoridades de certificação, em que tamanhos maiores de hash podem aumentar a resistência contra possíveis ataques
O SHA-256 é mais lento que o SHA-512?
O SHA-512 é mais lento que o SHA-256 devido ao seu tamanho de bit maior, pois requer mais recursos computacionais. No entanto, a diferença de velocidade pode não ser perceptível em muitos aplicativos práticos.
O SHA-512 é vulnerável?
A SHA-512 demonstrou vulnerabilidades em ataques de pré-imagem, e suas variantes, SHA-512/224 e SHA-512/256, também são suscetíveis a ataques de colisão, indicando possíveis problemas de segurança em determinados cenários.
Linha de fundo
Ao concluir nossa exploração dos algoritmos de hash SHA (SHA-1, SHA-2, SHA-256 e SHA-512), fica evidente que o SHA-2, incluindo o SHA-256 e o SHA-512, destaca-se por sua maior segurança em comparação com o SHA-1.
A compreensão dos pontos fortes e das limitações desses algoritmos garante a proteção eficaz dos dados. Na comparação entre SHA-1 e SHA-256, o conhecimento e a conscientização contínua dos protocolos de segurança o ajudarão a escolher os algoritmos certos para suas necessidades.
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