Впервые узнав о Secure Hash Algorithms (SHA), можно почувствовать себя расшифровщиком инопланетного кода. На самом деле, все не так сложно, как кажется. Вы наверняка слышали о SHA-1, SHA-2, SHA-256 и SHA-512, но понимаете ли Вы их различия и как они влияют на безопасность Ваших данных?
Эти криптографические хэш-функции играют важную роль в обеспечении целостности и аутентификации данных. Однако они не одинаковы. Одни обеспечивают лучшую безопасность, другие работают быстрее.
В этом блоге рассматриваются алгоритмы SHA-1 и SHA-256, а также все, что между ними. Давайте погрузимся в основные компоненты веб-безопасности и посмотрим, как они работают.
Оглавление
Что такое SHA?
SHA – это аббревиатура от Secure Hash Algorithm, семейства криптографических хэш-функций, разработанных Агентством национальной безопасности (АНБ). Эта криптографическая хэш-функция играет важнейшую роль в обеспечении целостности и безопасности цифровых данных.
Цель SHA – создать уникальный идентификатор, называемый хэшем, для любой части цифровой информации. Этот хэш похож на цифровой отпечаток пальца, гарантирующий, что даже незначительное изменение исходной информации приведет к получению совершенно другого хэша.
Классический пример – Ваши пароли. Когда Вы создаете учетную запись на сайте, сайт не хранит Ваш пароль. Вместо этого он использует SHA для преобразования Вашего пароля в хэш. Хэш хранится в базе данных. Таким образом, даже если кто-то получит доступ к базе данных, он увидит не Ваш настоящий пароль, а его хэшированную форму.
Допустим, пароль Вашей электронной почты – “likeflowers”. Вот как он будет выглядеть в хэшированном виде:
9a96c8326d228471d1f01616d92a2d2b0e796c9a8d0624df9a9b7d0246475a42
Эта длинная строка символов представляет собой хэш SHA-256 Вашего пароля. Если бы Вы изменили хотя бы одну букву в своем пароле, полученный хэш был бы совершенно другим.
Как работает SHA?
SHA работает по принципу, известному как лавинный эффект, когда даже мельчайшие изменения в информации приводят к значительному и непредсказуемому изменению хэша. Это свойство делает практически невозможным, чтобы два разных выхода выдавали один и тот же хэш.
Разработанный для противостояния различным криптографическим атакам, SHA предотвращает атаки столкновения, когда два разных выхода генерируют один и тот же хэш. Эта надежность очень важна для таких приложений, как цифровые подписи, SSL-сертификаты и проверка подлинности данных.
Существуют различные версии SHA, такие как SHA-1, SHA-256 и SHA-512, каждая из которых создает хэш-значения разной длины и обладает различными характеристиками безопасности. Давайте рассмотрим их подробнее.
Различные версии SHA
Разработка различных версий SHA обусловлена постоянными усилиями криптографического сообщества опередить возникающие угрозы. По мере развития технологий и появления новых уязвимостей совершенствование хэш-функций становится необходимым для поддержания безопасности цифровых систем.
Каждая версия направлена на устранение недостатков, выявленных в предшественниках, и адаптацию к изменяющимся криптографическим требованиям. Если Вы хотите узнать разницу между SHA-1 и SHA-256, например, понимание того, что делает каждая версия SHA, является отправной точкой.
Что такое SHA-1?
SHA-1 известен своей скоростью, но менее известен своей безопасностью. Разработан АНБ и опубликован Национальным институтом стандартов и технологий (NIST). Он создает 160-битное (20-байтовое) хэш-значение, обычно представляемое в виде 40-значного шестнадцатеричного числа.
Поскольку хэши вычисляются быстро, они более восприимчивы к атакам методом “грубой силы”, когда злоумышленник пробует все возможные входные данные, чтобы найти совпадение. Со временем уязвимости, обнаруженные в SHA-1, сделали его восприимчивым к атакам на столкновение, когда разные входные данные могут дать один и тот же хэш.
SHA-1 используется в цифровых подписях и SSL-сертификатах. Однако из-за своих недостатков она устарела в пользу более безопасных хэш-функций, например, семейства SHA-2.
Что такое SHA-2?
Семейство SHA-2 включает хэш-функции с различной длиной выходного сигнала, такие как SHA-224, SHA-256, SHA-384, SHA-512, SHA-512/224 и SHA-512/256. Число в имени соответствует длине бита в выходном хэше.
Как и его предшественник, SHA-2 принимает входные данные и выдает битовую строку фиксированного размера. Тем не менее, в нем были сделаны значительные улучшения по сравнению с SHA-1. Он более безопасен, благодаря большему размеру бита и введению новых математических операций. SHA-2 обеспечивает безопасность многих протоколов и систем, включая TLS, PGP, SSH, IPsec и Bitcoin.
Что такое SHA-256?
SHA-256 является частью семейства SHA-2. Слово “256” в его названии относится к длине генерируемого им хэш-вывода, а именно 256 бит или 64 символа. В нем используется сложный алгоритм, который проходит несколько раундов обработки, что создает высокую степень устойчивости к криптографическим атакам.
SHA256 – это компонент протокола TLS (Transport Layer Security), обеспечивающего конфиденциальность и целостность данных, которыми обмениваются веб-серверы и браузеры. Кроме того, SHA-256 обеспечивает безопасное средство проверки подлинности сообщений и файлов с помощью цифровых подписей.
В блокчейне SHA-256 генерирует криптографический хэш данных транзакций, создавая безопасную и неизменяемую запись транзакций. Тот факт, что хэши SHA-256 не меняются, помогает сделать блокчейн-системы более надежными.
Что такое SHA-512?
Переключившись на SHA-512, Вы увидите, что это более мощный представитель семейства SHA-2, который создает 512-битный хэш, обеспечивая повышенную безопасность, но требуя больше вычислительных ресурсов.
В отличие от своих младших братьев и сестер из семейства SHA-2, SHA-512 использует больше битов в своих операциях, что приводит к более длинному и сложному хэшу. За эту повышенную сложность приходится платить, и это спрос на большую вычислительную мощность.
Больший размер выходного хэша SHA-512 увеличивает требования к хранению данных по сравнению с меньшими хэш-функциями. Хотя для многих приложений это не является существенной проблемой, на это стоит обратить внимание, если место для хранения данных стоит на первом месте.
Для приложений, где требуется высокий уровень безопасности, но с меньшими ресурсами, могут больше подойти другие хэш-функции, например, SHA-256.
Как и другие классические криптографические алгоритмы, SHA-512 не является квантовоустойчивым и может не подходить для пост-квантовой безопасности.
SHA-1 vs SHA-2 vs SHA-256 vs SHA-512
Теперь давайте сравним SHA-1, SHA-2, SHA-256 и SHA-512. Параметры для рассмотрения: размер хэша, скорость, безопасность, стандартизация и применение. Их оценка поможет Вам выбрать правильный алгоритм для Ваших нужд.
Размер хэша
SHA-1 обеспечивает размер хэша 160 бит, что делает его менее безопасным и более склонным к коллизиям. Однако при сравнении производительности SHA-1 и SHA-256 становится очевидным, что SHA-256, с его 256-битным размером хэша, обеспечивает значительный прирост безопасности и устойчивости к атакам. SHA-2 включает несколько версий с размером хэша от 224 до 512 бит.
С другой стороны, SHA-512, имея больший размер хэша в 512 бит, выделяется как наиболее безопасный вариант среди хэш-алгоритмов SHA-1 vs SHA-2 vs SHA-256 vs SHA-512. Он обеспечивает лучшую безопасность, хотя и требует большей вычислительной мощности, что необходимо учитывать в приложениях, чувствительных к производительности.
Скорость и безопасность
Показатели скорости SHA-1 и SHA-256 отличаются, при этом SHA-1 – самый старый и самый быстрый, но наименее безопасный.
SHA-2 (включая SHA-256) предлагает хороший баланс между скоростью и безопасностью, в то время как SHA-512 имеет больший размер хэша и работает медленнее, но обеспечивает более высокую безопасность.
Таким образом, выбирая между алгоритмами SHA-256 и SHA-512, Вы должны учитывать компромисс между скоростью и безопасностью. Первый является стандартным хэш-алгоритмом для защиты и целостности данных, а второй используется в пользовательских системах и средах.
Стандартизация
Национальный институт стандартов и технологий одобрил все эти алгоритмы для обеспечения цифровой безопасности. SHA-1, выпущенный в 1995 году, сейчас считается устаревшим из-за уязвимостей. Он больше не является стандартом для большинства приложений.
Семейство SHA-2, а также SHA-256 и SHA-512, в настоящее время является стандартом для шифрования и аутентификации данных в Интернете. Алгоритмы SHA-2 настолько безопасны и эффективны, что их преемник, SHA-3, не получил большого распространения с момента его принятия в 2015 году.
Приложение
SHA-1 исторически использовался для различных криптографических целей, таких как цифровые подписи и генерация сертификатов. Однако его недостатки в безопасности привели к тому, что его перестали использовать в пользу более безопасных хэш-функций, таких как SHA-256. В контексте генерации сертификатов SHA-1 против SHA-256, современные приложения, особенно те, которые связаны с конфиденциальными данными, теперь используют SHA-256 для повышения безопасности.
SHA-1 исторически использовался для различных криптографических целей, таких как цифровые подписи и генерация сертификатов. Однако его недостатки в безопасности привели к тому, что его перестали использовать в пользу более безопасных хэш-функций, таких как SHA-256. В контексте генерации сертификатов SHA-1 против SHA-256, современные приложения, особенно те, которые связаны с конфиденциальными данными, теперь используют SHA-256 для повышения безопасности.
Вариант SHA-512 для SHA-2 обеспечивает еще большую безопасность и защищает приложения с высоким уровнем риска. Он может обеспечить безопасность военной связи и целостность блокчейна, проверяя цифровые подписи и хэшируя блоки для неизменных историй транзакций.
В криптовалюте он обеспечивает безопасность кошельков, аутентификацию пользователей и защиту финансовых транзакций. В таких критически важных отраслях, как энергетика и здравоохранение, SHA-512 обеспечивает безопасность связи и хранения данных, что подчеркивает его широкое значение в приложениях с высоким уровнем риска.
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ
Какой самый сильный алгоритм SHA?
SHA-3 (Secure Hash Algorithm 3) считается самым сильным алгоритмом SHA. Однако он в два раза медленнее, чем SHA-512, и до сих пор не получил всеобщего признания в качестве жизнеспособной альтернативы семейству SHA-2.
Какой SHA самый быстрый?
Что касается скорости обработки, SHA-1 быстрее, чем SHA-2 и SHA-3, но это также наименее безопасный алгоритм хэширования.
Какой SHA самый лучший?
SHA-256 широко известен своими надежными функциями безопасности. Это программное обеспечение используется различными организациями и учреждениями, включая правительство США, для защиты конфиденциальной информации, поскольку оно не было успешно перепрограммировано.
Стоит ли мне по-прежнему использовать SHA-1?
Нет, использовать SHA-1 настоятельно не рекомендуется, поскольку он устарел и представляет значительный риск для безопасности.
Является ли SHA-1 взломанным?
Да, SHA-1 считается сломанным, поскольку исследователи продемонстрировали практические атаки на коллизии, что делает его небезопасным для криптографических целей.
Можете ли Вы расшифровать SHA-1?
Нет, SHA-1 – это криптографическая хэш-функция, разработанная как односторонняя функция, то есть ее нельзя расшифровать. Однако он считается небезопасным из-за уязвимостей, позволяющих проводить атаки на столкновения.
Является ли SHA-256 более сильным, чем SHA-1?
Да, SHA-256 значительно сильнее SHA-1 с точки зрения безопасности, поскольку он обеспечивает больший размер бита и более устойчив к атакам на столкновение.
Можете ли Вы преобразовать SHA-1 в SHA-256?
Нет, невозможно напрямую преобразовать хэш из SHA-1 в SHA-256, поскольку это разные криптографические хэш-функции с разными алгоритмами и размерами выходных данных.
Является ли SHA-512 лучше, чем SHA-256?
Хотя SHA-512 обеспечивает больший размер бита и считается более защищенным от некоторых типов атак, выбор между SHA-256 и SHA-512 зависит от конкретных требований безопасности. На практике широко используется SHA-256 благодаря балансу безопасности и эффективности,
Почему стоит использовать SHA-512 вместо SHA-256?
SHA-512 может быть предпочтительнее SHA-256, когда организации требуется более высокий уровень безопасности в таких сценариях, как цифровые подписи или центры сертификации, где большие размеры хэша могут повысить устойчивость к потенциальным атакам
Является ли SHA-256 медленнее, чем SHA-512?
SHA-512 работает медленнее, чем SHA-256, из-за большего размера бита, поскольку требует больше вычислительных ресурсов. Однако разница в скорости может быть незаметна во многих практических приложениях.
Является ли SHA-512 уязвимым?
SHA-512 продемонстрировал уязвимость в атаках на предварительный образ, а его варианты, SHA-512/224 и SHA-512/256, также подвержены атакам на столкновения, что указывает на потенциальные проблемы с безопасностью в определенных сценариях.
Нижняя линия
Завершая наше исследование хэш-алгоритмов SHA – SHA-1, SHA-2, SHA-256 и SHA-512 – очевидно, что SHA-2, включая SHA-256 и SHA-512, выделяется своей повышенной безопасностью по сравнению с SHA-1.
Понимание сильных и слабых сторон этих алгоритмов обеспечивает эффективную защиту данных. В сравнении SHA-1 и SHA-256, знание и постоянная осведомленность о протоколах безопасности помогут Вам выбрать правильные алгоритмы для Ваших нужд.
Сэкономьте 10% на SSL-сертификатах при заказе сегодня!
Быстрая выдача, надежное шифрование, 99,99% доверия к браузеру, специализированная поддержка и 25-дневная гарантия возврата денег. Код купона: SAVE10
