1. Verificar la integridad de los datos:
* Detección de cambios: Las funciones hash toman datos de entrada de cualquier tamaño y producen una salida de tamaño fijo, llamado hash o resumen. Incluso un pequeño cambio en los datos de entrada dará como resultado un valor hash drásticamente diferente. Esto los hace excelentes para detectar modificaciones accidentales o intencionales a los datos.
* Marca de descargas de archivos: Los sitios web a menudo proporcionan el hash de un archivo descargable (por ejemplo, utilizando SHA-256). Después de descargar el archivo, los usuarios pueden calcular su hash utilizando una utilidad hash y compararlo con el hash publicado. Si los hashes coinciden, confirma que el archivo no ha sido dañado o manipulado durante la descarga.
* Integridad de la base de datos: Los hashes se pueden usar para detectar alteraciones no autorizadas a los registros de la base de datos. El hash de un registro (o un conjunto de registros) se puede almacenar por separado. La recalculación periódica y la comparación con el hash almacenado pueden identificar cualquier inconsistencia.
* Sistemas de control de versiones: Sistemas como Git usan Hashes ampliamente para rastrear los cambios en archivos y directorios, lo que permite versiones y colaboración eficientes.
2. Seguridad de la contraseña:
* Almacenamiento de contraseñas de forma segura: En lugar de almacenar contraseñas directamente en una base de datos, lo que sería desastroso si la base de datos se viera comprometida, los sitios web almacenan el hash de la contraseña. Cuando un usuario intenta iniciar sesión, el sitio web hashas la contraseña ingresada y la compara con el hash almacenado. Si los hashes coinciden, la autenticación es exitosa.
* Salting: Para mejorar aún más la seguridad de la contraseña, a menudo se agrega una "sal" aleatoria a la contraseña antes del hash. Esto hace que sea más difícil para los atacantes usar tablas de hashes (tablas de arco iris) precomputadas para descifrar las contraseñas, incluso si obtienen acceso a la base de datos de hashes de contraseña.
* Recuperación de contraseña: Si bien los hashes protegen las contraseñas, son funciones unidireccionales. No es posible revertir un hash para obtener la contraseña original. Los procesos de recuperación de contraseña generalmente implican restablecer la contraseña, no recuperar la anterior.
3. Firmas digitales:
* Documentos de autenticación: Una firma digital usa criptografía para unir un documento o mensaje a una persona o entidad específica. A menudo implica el hashing el documento, luego cifrar el hash con la clave privada del remitente. El destinatario puede descifrar el hash cifrado utilizando la clave pública del remitente y compararla con el hash que calculan desde el documento recibido. Si los hashes coinciden, prueba la identidad del remitente y que el documento no ha sido alterado.
* Integridad del software: Los proveedores de software usan firmas digitales para garantizar que el software descargado sea auténtico y no se haya manipulado.
4. Estructuras de datos:
* Tablas de hash: Las funciones hash son fundamentales para las tablas hash, que son estructuras de datos que proporcionan búsquedas muy rápidas (de caso promedio). Funcionan utilizando el hash de una clave para determinar dónde almacenar el valor asociado.
* Dirección de contenido: Los sistemas distribuidos, como IPFS, usan el direccionamiento de contenido, donde los archivos son identificados por su hash. Esto asegura que si el contenido cambia, la dirección (hash) también cambia, lo que permite un almacenamiento y recuperación eficientes.
Propiedades clave de buenas funciones hash:
* determinista: La misma entrada siempre produce la misma salida.
* computacionalmente eficiente: Debería ser rápido calcular el hash.
* Resistencia a la preimagen (unidireccional): Debe ser computacionalmente inviable encontrar la entrada que produce un hash dado.
* Segunda resistencia a la preimagen: Dada una entrada y su hash, debe ser computacionalmente inviable encontrar una entrada diferente que produce el mismo hash.
* Resistencia a la colisión: Debe ser computacionalmente inviable encontrar dos entradas diferentes que producen el mismo hash. Si bien las colisiones son teóricamente posibles (debido a que el espacio de entrada es mucho más grande que el espacio de salida), una buena función hash debería hacerlas extremadamente raras.
Ejemplos de algoritmos de hash comunes:
* md5: (Digest de mensajes 5):considerado criptográfico roto y no debe usarse para aplicaciones sensibles a la seguridad debido a la vulnerabilidad a las colisiones.
* sha-1: (Algoritmo de hash seguro 1):también considerado criptográficamente debilitado y debe evitarse para nuevas aplicaciones.
* Familia SHA-2 (SHA-256, SHA-384, SHA-512): Más seguro que MD5 y SHA-1 y ampliamente utilizado para firmas digitales, hashing de contraseña y verificaciones de integridad de datos. SHA-256 es una elección común.
* sha-3: (Keccak):un estándar de función hash más reciente que ofrece diferentes principios de diseño que SHA -2.
* bcrypt, scrypt, argon2: Diseñado específicamente para el hash de contraseña. Son computacionalmente caros (lentos), lo que los hace más resistentes a los ataques de fuerza bruta.
En resumen, los hashes informáticos son una herramienta fundamental para garantizar la seguridad y la integridad de los datos. Al proporcionar una huella digital única de datos, nos permiten detectar cambios, contraseñas seguras, autenticar documentos y crear estructuras de datos eficientes. Elegir el algoritmo hash correcto es crucial, considerando sus propiedades de seguridad y la aplicación específica.