В чем разница между хешированием и шифрованием
Перейти к содержимому

В чем разница между хешированием и шифрованием

  • автор:

В чем разница между хешированием и шифрованием

Видео: Что такое ХЭШ функция? | Хеширование | Хранение паролей

Содержание

главное отличие между хешированием и шифрованием в том, что вывод хэширования не может быть преобразован обратно в исходное сообщение, в то время как зашифрованное сообщение может быть преобразовано обратно в исходное сообщение.

Важно обеспечить безопасность обмена информацией в Интернете. Существуют различные способы обеспечения безопасности данных. Два из них — хэширование и шифрование. Хеширование применяет к данным функции хеширования и преобразует их в числовое значение. Сопоставление хэшей отправленных и полученных сообщений гарантирует, что оба они совпадают, и помогает проверить данные. С другой стороны, шифрование — это процесс преобразования исходных данных, которые должны быть переданы в нераспознаваемый формат, чтобы неуполномоченные стороны не могли их прочитать. Это помогает безопасно передавать данные.

Ключевые области покрыты

1. Что такое хеширование
— определение, функциональность
2. Что такое шифрование
— определение, функциональность
3. В чем разница между хешированием и шифрованием
— Сравнение основных различий

Основные условия

Что такое хеширование

Хеширование — это математическая операция, которая преобразует данные в уникальное число, сгенерированное из строки текста. Вывод известен как дайджест сообщения или хэш. Можно выполнить хеширование на любой части данных. Входные данные могут иметь произвольную длину, но выходные данные всегда фиксированы. При хешировании данные проходят через алгоритм хеширования и обеспечивают уникальный вывод, но невозможно преобразовать их обратно в исходные данные. Уникальный фрагмент данных всегда создает один и тот же хэш. Хеширование легче выполнить, но его трудно изменить. MD5, SHA1 и SHA-256 — это некоторые функции хеширования.

Рисунок 1: Хеширование

Например, пользователь может создать учетную запись электронной почты, указав адрес электронной почты и пароль. Поставщик электронной почты не сохраняет пароль.Он запускает пароль через алгоритм хэширования и сохраняет хэш пароля. При попытке открыть учетную запись электронной почты, поставщик электронной почты проверяет хэш пароля и хэш первоначально сохраненного пароля. Когда два хэша совпадают, пользователь получает разрешение на доступ к электронной почте.

Что такое шифрование

Шифрование — это процесс преобразования исходного сообщения в нераспознаваемую форму, чтобы его не могли идентифицировать неавторизованные стороны. Это выполняется в конце отправителя. Новая форма сообщения полностью отличается от исходного сообщения. Следовательно, это отличный механизм для безопасной передачи данных по каналу связи. Отправитель использует алгоритм шифрования и ключ для преобразования исходного сообщения в зашифрованное сообщение. Зашифрованное сообщение также называется зашифрованным текстом. На стороне получателей это зашифрованное сообщение преобразуется обратно в исходное сообщение с использованием алгоритмов дешифрования и ключа. Это называется расшифровкой.

Рисунок 2: Шифрование и дешифрование

Кроме того, есть два метода, используемые в шифровании и дешифровании. Они называются симметричным и асимметричным шифрованием. Симметричное шифрование использует один и тот же ключ для шифрования и дешифрования. Асимметричное шифрование использует два ключа (открытый и закрытый ключ) для шифрования и дешифрования.

Разница между хешированием и шифрованием

Определение

Хеширование — это процесс использования хеш-функций для данных для сопоставления их с числовым выходом фиксированного размера. Шифрование — это процесс кодирования сообщения или информации таким образом, что только авторизованные стороны могут получить к нему доступ.

основа

Основное различие между хешированием и шифрованием заключается в том, что хеширование преобразует данные в дайджест или хеш сообщения, который представляет собой число, сгенерированное из строки текста, в то время как при шифровании используются алгоритмы шифрования и ключ для преобразования сообщения для передачи в нераспознаваемый формат.

Использование ключей

Хеширование не использует никаких ключей, в то время как шифрование использует ключи. Это еще одно различие между хешированием и шифрованием.

Задача

Одно важное различие между хешированием и шифрованием состоит в том, что целью использования хеширования является проверка данных, а целью шифрования является безопасная передача данных.

использование

Хеширование используется для отправки паролей, файлов и поиска. Шифрование используется для передачи конфиденциальной деловой информации и т. Д.

обратимость

Кроме того, мы можем определить разницу между хешированием и шифрованием в их обратимости, то есть вывод хэширования не может быть возвращен обратно к исходному сообщению. Зашифрованное сообщение может быть преобразовано в исходное сообщение с использованием алгоритмов дешифрования и соответствующего ключа.

Используемые функции и алгоритмы

MD5, SHA1 и SHA-256 — некоторые функции хеширования. C4, AES, DES, 3DES — это некоторые алгоритмы симметричного шифрования. Алгоритм Диффи-Хеллмана и RSA — это некоторые алгоритмы асимметричного шифрования.

Заключение

В заключение, основное различие между хешированием и шифрованием состоит в том, что выходные данные хеширования не могут быть преобразованы обратно в исходное сообщение или данные, в то время как зашифрованное сообщение может быть преобразовано обратно в исходное сообщение.

Шифрование != хеширование. Как шифруются документы и защищаются пароли

Сколько раз вы видели фразу: «ваш пароль надёжно зашифрован»? Если воспринимать написанное буквально, то получается, что пароль где-то хранится и при необходимости может быть извлечён (расшифрован). Для узкого множества продуктов (например, программ для хранения паролей) это имеет смысл, но для защиты документов, шифрования файлов на диске или защиты учётной записи сохранять пароль в составе файла/документа или на удалённом сервере не только не нужно, но и категорически небезопасно. В этой публикации мы расскажем о различиях между шифрованием и хешированием.

Шифрование и хеширование

Пароли используются для защиты документов, баз данных, сжатых архивов, отдельных файлов и дисков целиком, а также учётных записей. За редкими исключениями (например, пароли в веб-браузерах, связке ключей или учётных записях IMAP / POP3), пароли практически никогда не сохраняются — ни в открытом виде, ни в зашифрованном. Вместо этого пароли «хешируются», а точнее — преобразуются с помощью односторонней математической функции. Результат преобразования, если он выполнен правильно, невозможно обратить, а исходный пароль, соответственно, невозможно «расшифровать».

Шифрование — обратимая двусторонняя операция

Суть хеширования — в детерминированном одностороннем (необратимом) преобразовании набора данных произвольного размера в массив фиксированной длины.

https://amdy.su/wp-admin/options-general.php?page=ad-inserter.php#tab-8

Хеширование — одностороннее необратимое преобразование данных

Помимо необратимости преобразования, криптографические алгоритмы хеширования обладают несколькими интересными свойствами, основное из которых — недопустимость так называемых коллизий. Изменение единственного бита в исходном наборе данных выдаст хэш, который не будет даже минимально похож на исходный. Рассмотрим два хэша:

Как легко заметить, изменение единственного бита привело к радикальному изменению всего хэша. Вы можете самостоятельно проверить различные комбинации в онлайновом калькуляторе SHA-1 hash generator.

Подводя итог, хеширование — это одностороннее преобразование, которое не может быть обращено (по крайней мере, тогда, когда применяется качественный алгоритм хеширования). Максимум, который доступен в процессе атаки — сгенерировать так называемую «коллизию», то есть найти другой текст, преобразование которого посредством заданной хеш-функции выдаст совпадение (то есть, такой же хэш, как при использовании оригинального пароля). Современные алгоритмы хеширования спроектированы таким образом, чтобы свести вероятность возникновения коллизий к статистической погрешности.

Впрочем, не все пользуются готовыми безопасными решениями. Время от времени находятся разработчики, уверенные, что смогут сделать лучше. Как правило, такая уверенность не имеет под собой оснований, а в результате появляется катастрофически безграмотное, небезопасное решение. Яркий пример — популярная в Индии бухгалтерская программа Tally ERP 9 Vault, исследование системы безопасности которой мы описали в статье Вскрываем защиту Tally ERP 9. Ниже — цитата из неё:

Разработчики Tally Vault решили не полагаться на существующие криптографические преобразования и создали свой собственный вариант, настоящий кошмар криптографа. Все существующие алгоритмы хеширования без исключений гарантируют, что изменение всего одного бита в хешируемой последовательности приведёт к полному изменению всей контрольной суммы. Индийским разработчикам удалось сделать невероятное: они создали хеш-функцию, в которой при небольшом изменении пароля результат тоже меняется очень незначительно. Более того, у нас создалось впечатление, что при определённых условиях этот хэш можно обратить, получив из него оригинальный пароль (разумеется, если энтропия пароля не превышает энтропии его контрольной суммы). Вишенка на торте: преобразование применяется ровно один раз.

Современные хеш-функции

На сегодняшний день самыми распространёнными (и считающимися в достаточной степени безопасными) являются хеш-функции SHA-256 и SHA-512, пришедшие на замену алгоритму SHA-1, в котором была обнаружена возможность коллизий.

Существуют и другие функции хеширования — к примеру, алгоритм Whirlpool. Все современные хеш-функции должны отвечать ряду требований как к безопасности (те самые коллизии), так и к скорости как вычисления, так и проверки хэша. Разумеется, результат работы хеш-функции должен быть абсолютно односторонним и абсолютно необратимым.

Каким образом «абсолютная необратимость» хеш-функций соотносится с существованием многочисленных программ для взлома паролей, включая наши собственные разработки? Дело в том, что пароли обычно состоят из ограниченного числа символов. Ограниченная длина большинства паролей позволяет проверить на совпадение результаты хеширования, произведённые от всех возможных комбинаций букв, цифр и специальных символов вплоть до заданной максимальной длины. Так работает атака методом полного перебора.

Криптографическая соль

Что произойдёт, если группа злоумышленников вычислит хэш-функции для десятков миллионов популярных паролей? В таком случае для взлома пароля будет достаточно подсчитать хэш, который будет достаточно просто найти в таблице. Существует и более продвинутая версия атаки под названием Rainbow Tables.

Rainbow Tables – это реализация метода time-memory trade-off, при котором нет необходимости хранить все возможные хэши. Вместо этого они разбиваются на взаимосвязанные цепочки, от которых сохраняются только начало и конец. «Радужные таблицы» требуют усилий по перебору, но перебирать нужно гораздо меньше полного диапазона, причём параметры атаки можно подобрать или вычислить заранее. Вычисление подобных таблиц занимает у хакеров длительное время, после чего сами атаки осуществляются крайне быстро.

Для противодействия подобным атакам был разработан метод, применяющий к хэшу так называемую криптографическую соль. Теперь хэш вычисляется не от самого пароля, а от комбинации пароля и добавленной к нему случайной строки («соли»). Значение соли (повторимся — это строка, состоящая из случайных данных) сохраняется рядом с хэшем; без неё восстановить правильный пароль не получится. В редких случаях в дополнение к соли используется ещё одна строка — Pepper («перец»), значение которой хранится на отдельном физическом сервере для обеспечения дополнительного уровня безопасности.

Для обеспечения адекватной защиты недостаточно использовать стойкий алгоритм шифрования и криптографически безопасную хеш-функцию; необходимо правильно реализовать всю систему защиты. Так, даже самый безопасный хэш можно атаковать с помощью таблиц, в которых содержатся как сами пароли, так и результат их обращения посредством популярных хеш-функций.

Итерации (раунды) хеширования

Итак, для преобразования пароля в ключ шифрования, как правило, используется хеширование, а число алгоритмов хеширования фактически ограничено «большой тройкой» — SHA-1, SHA-256 и SHA-512. В то же время скорость работы атак методом полного перебора может отличаться на многие порядки в зависимости от того, какой именно набор данных подвергается атаке. Почему так происходит?

Разумеется, нельзя сбрасывать со счетов разницу в алгоритмах хеширования. Так, преобразование SHA-1 работает быстрее, чем SHA-512, которое, в свою очередь, быстрее, чем SHA-256. Самым медленным из популярных алгоритмов является Whirlpool. В зависимости от того, какой именно алгоритм хеширования используют разработчики конкретного приложения или формата данных, атака может происходить с большей или меньшей скоростью.

Впрочем, скорость алгоритмов хеширования различается в считанные разы, а скорость перебора паролей в разных форматах может отличаться на многие порядки. Значит, дело не только и даже не столько в том, какой алгоритм хеширования используется. Основное влияние на скорость перебора оказывает количество итераций, или раундов хеширования.

Количество раундов (итераций хеширования) оказывает сильнейшее влияние на скорость проверки пароля. На современном оборудовании вычисление одного значения хеш-функции от короткой строки, которой является пароль, занимает доли миллисекунды. Если бы файлы были защищены с помощью единственной итерации хеширования, мы бы получили атаки, работающие со скоростью в диапазоне десятков, а то и сотен миллионов паролей в секунду. Подобные атаки были возможны в iOS 10.0 (порядка 6 миллионов паролей в секунду на процессоре Intel шестилетней давности).

В современных приложениях используются сотни тысяч и даже миллионы итераций хеш-функции. Так, документы Microsoft Office используют 100,000 итераций, что позволяет проверить порядка десятка паролей в секунду. После фиаско с iOS 10.0 разработчики Apple увеличили число раундов хеширования до миллиона (!), в результате чего скорость проверки паролей к резервным копиям iTunes составляет единицы паролей в минуту. Криптоконтейнеры VeraCrypt защищены 500,000 раундами хеширования, причём у пользователя есть возможность изменить это значение в большую сторону.

Разумеется, под «итерацией» хеширования не имеется в виду бесконечный цикл вычислений значения хэш-функции от предыдущего хэша. В такой прямолинейной реализации алгоритм хеширования вырождается, существенно увеличивается риск коллизий. Борются с этим путём добавления промежуточных значений соли на каждом этапе. Промежуточная соль вычисляется алгоритмически для каждой итерации; случайным образом генерируется только оригинальная соль, которая хранится вместе с паролем. Таким образом в результате получается стойкий детерминированный хэш, вычисление которого на заданном оборудовании занимает заранее заданное время.

Как проверяется пароль

Для проверки пароля (например, в онлайновых сервисах или при входе в локальную учётную запись Windows, Linux или macOS) по заданному алгоритму подсчитывается его хэш, который система сравнивает с контрольной строкой. Рассмотрим для примера файл /etc/shadow, в котором хранятся пароли к ОС Linux.

В описаниях формата /etc/shadow часто можно встретить упоминание, что в файле хранятся «зашифрованные пароли». Как вы уже знаете, это не так: на самом деле в файле /etc/shadow хранятся хеши паролей, соль и некоторая дополнительная информация, включая информацию о том, каким образом должен вычисляться хэш. Хэши паролей хранятся хранятся в виде $type$salt$hashed, где значение переменной type указывает на тип хеш-функции из следующего списка:

  1. $1$ — MD5
  2. $2a$ — Blowfish
  3. $2y$ — Blowfish
  4. $5$ — SHA-256
  5. $6$ — SHA-512

В примере ниже приводится начало строки из файла /etc/shadow (у неё есть продолжение, в котором содержится сервисная информация — такая, как время последней смены пароля, оставшийся срок действия пароля и т.п.)

Здесь «root» — имя пользователя, $6$ указывает на то, что используется алгоритм хеширования SHA-512, «Zwg4GkPw» — соль, а строка, начинающаяся с «$5ggbs» — соответственно, хэш от пароля. В качестве эксперимента вы можете попробовать восстановить этот пароль или самостоятельно сгенерировать его командой mkpasswd -m sha-512 PASSWORD [SALT]

Обратите внимание: если отредактировать файл /etc/shadow (для этого нужен доступ root), то пароль любого пользователя можно сменить, зайдя от его имени. А можно ли сделать так же, например, для зашифрованного архива или документа?

Когда хэш не хранится

В ряде случаев при шифровании файла или документа хэш от оригинального пароля не сохраняется и, соответственно, не проверяется. Так работает, например, шифрование в формате RAR4 (а вот в пришедшем ему на смену формате RAR5 хэш от пароля вычисляется и сохраняется в заголовке архива). Вариантов два:

  • ключом, сгенерированным из пароля, шифруется фиксированная строка, которая используется для шифрования файла или документа (так, например, работает BitLocker)
  • ключом, сгенерированным из пароля, шифруется весь документ (так работает формат RAR4)

В обоих случаях хеширование используется для генерации ключа из пароля, однако во втором случае, если был указан неправильный пароль, файл или документ будет расшифрован, но «расшифрованные» данные не пройдут валидации. В таком случае скорость проверки пароля (и, соответственно, скорость атаки) не будет детерминированной. Вот скорость перебора паролей в Elcomsoft Distributed Password Recovery для формата RAR5, в котором хэш от пароля сохраняется в заголовке архива:

Логично было бы сравнить скорость атаки на этот формат с предшествующим форматом RAR4, но сделать это невозможно: из-за того, что в RAR4 не сохраняется хэш от пароля, для проверки пароля необходимо расшифровать хотя бы один файл, вычислить его контрольную сумму и проверить её совпадение с той, которая хранится в архиве. Если контрольная сумма расшифрованного файла совпадёт с эталоном, пароль считается правильным. Если же пароль неправильный, то файл до конца распаковать не удастся. Ошибка распаковки — тоже индикатор неправильного пароля, и этот момент учтён в процессе оптимизации перебора в Elcomsoft Distributed Password Recovery.

Заключение

Мы разобрали различия между алгоритмами шифрования и хеширования. Знание об этих различиях позволит лучше понять смысл, который маркетологи самых разных продуктов вкладывают во фразу «ваш пароль надёжно зашифрован», и не удивляться, если окажется, что фактический смысл фразы прямо противоположен буквальному.

Разница между хешированием и шифрованием

Ключевое отличие: шифрование имеет дело с преобразованием данных, чтобы сохранить их конфиденциальность или секретность от других. С другой стороны, хеширование основано на концепции целостности. При хешировании новое сообщение создается из исходного сообщения особым образом, и оно не может быть обращено. В отличие от шифрования, для разблокировки сообщения не требуется ключ, поскольку нет способа вернуть исходное сообщение из нового сообщения.

Шифрование имеет дело с преобразованием данных, чтобы сохранить их конфиденциальность или секретность от других. Это в основном процесс, который включает в себя кодирование информации таким образом, чтобы ее не могли прочитать неуполномоченные стороны. В конце получателя зашифрованное сообщение снова дешифруется, чтобы получить исходное сообщение.

Это важный способ обеспечения безопасности информации. Он использует математическую формулу, известную как шифр и ключ, для преобразования простого текста в зашифрованный текст. Важным элементом в этом процессе является ключ, который делает зашифрованные данные уникальными. Как правило, ключи представляют собой длинную последовательность чисел и защищены такими механизмами, как пароли, токены и т. Д. В симметричном шифровании для шифрования и дешифрования используется только один ключ. С другой стороны, в асимметричном шифровании для шифрования и дешифрования используются отдельные ключи.

Хеширование основано на понятии целостности, когда оно гарантирует, что если что-то изменилось, то оно попадает в поле зрения. При хешировании новое сообщение создается из исходного сообщения особым образом, и оно не может быть обращено. В отличие от шифрования, для разблокировки сообщения не требуется ключ. Он используется для проверки файлов и т. Д. Таким образом, он обеспечивает сохранение целостности. Как только сообщение хешируется, его хеш используется для сравнения. Если хеш-код для любого сообщения одинаков, он считается таким же, как и исходное сообщение.

Хеш-алгоритмы написаны таким образом, чтобы избежать коллизий. Это столкновение происходит, когда один и тот же дайджест генерируется разными сообщениями. Поэтому основное различие между шифрованием и хешированием заключается в том, что шифрование — это процесс преобразования простого текста в шифр с использованием алгоритма. Зашифрованное сообщение можно прочитать, только зная ключ шифрования. С другой стороны, хеширование включает преобразование открытого текста в хеш или дайджест. Дайджест не может быть возвращен в исходное сообщение. Используется для обеспечения целостности данных.

Сравнение хеширования и шифрования:

Хеширование включает в себя преобразование открытого текста в хеш или дайджест. Дайджест не может быть возвращен в исходное сообщение. Используется для обеспечения целостности данных.

Шифрование — это процесс преобразования простого текста в шифр с использованием алгоритма. Зашифрованное сообщение можно прочитать, только зная ключ шифрования.

Ни один ключ не может быть использован для разблокировки

Требуется ключ для разблокировки

Основные дистрибутивы Linux предоставляют хэш MD5 для своих загрузок, чтобы убедиться, что файл не был поврежден во время передачи.

Skype-to-Skype голос, видео, передача файлов и мгновенные сообщения зашифрованы. Это обеспечивает защиту от возможного подслушивания злоумышленниками.

В чём разница между шифрованием, кодированием и хешированием?

Мы невольно используем шифрование, хеширование и кодирование каждый день. Эти понятия кажутся похожими, их довольно легко перепутать, но на самом деле каждое из них используется с определённой целью и имеет свои особенности.

Хеширование

Начнём с самого простого — хеширования. Хеширование — это преобразование входных данных в уникальную последовательность символов, из которой невозможно получить исходное сообщение. Самый яркий пример использования — для проверки целостности. Если изменить в исходном файле или тексте хоть один бит, в результате получим новую уникальную последовательность.

Примеры хешей: MD5, семейство SHA.

Шифрование

Кодирование и шифрование немного сложнее различать между собой, иногда эти слова могут использоваться, как синонимы. Но важно запомнить, что у них абсолютно разные цели. Смысл шифрования — сделать исходное сообщение нечитаемым для любого, кто не владеет ключом. Старые или уязвимые шифры легко взламываются, хотя их цель была именно в том, чтобы скрыть содержание сообщения.

Примеры шифров: шифр Цезаря, AES.

Кодирование

Кодирование — это преобразование входных данных в определённую последовательность бит или заданных символов для удобства дальнейшей работы. Самый простой пример — преобразовать текст в код Хэмминга для дальнейшей передачи по линиям электросвязи. По линии электросвязи нельзя передать буквы, а возможности аналогового сигнала достаточно ограничены, что не позволяет использовать алфавит из 33 букв, но передать битовую последовательность можно. Также этот код самоконтролирующийся и самокорректирующийся, что позволяет исправить некоторые ошибки, которые могут возникнуть при помехах во время передачи данных.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *