Хеш или хэш как правильно

Обновлено: 07.07.2024

Содержание статьи:

Что такое хэш?

Хеширование также важно для управления блокчейном в криптовалюте.

Как работают хэш-функции

В частности, криптографические хэш-функции обладают этими тремя свойствами:

Они «без коллизий». Это означает, что никакие два входных хэша не должны отображаться в один и тот же выходной хэш.
Их можно скрыть. Должно быть трудно угадать входное значение для хэш-функции по ее выходным данным.
Они должны быть паззл-ориентированными (быть головоломкой). Должно быть сложно подобрать вход, который обеспечивает предопределенный выход. Таким образом, входные данные следует выбирать из максимально широкого распределения.

Хеширование и криптовалюты

Основой криптовалюты является блокчейн, который представляет собой глобальный распределенный реестр, образованный путем связывания отдельных блоков данных транзакции. Блокчейн содержит только подтвержденные транзакции, что предотвращает мошеннические транзакции и двойное расходование валюты. Полученное зашифрованное значение представляет собой серию цифр и букв, не похожих на исходные данные, и называется хэшем. Майнинг криптовалюты предполагает работу с этим хэшем.

Хеширование требует обработки данных из блока с помощью математической функции, что приводит к выходу фиксированной длины. Использование вывода фиксированной длины повышает безопасность, поскольку любой, кто пытается расшифровать хэш, не сможет определить, насколько длинным или коротким является ввод, просто посмотрев на длину вывода.

Решение хэша начинается с данных, имеющихся в заголовке блока, и, по сути, решает сложную математическую задачу. Заголовок каждого блока содержит номер версии, метку времени, хэш, использованный в предыдущем блоке, хэш корня Меркла, одноразовый номер (nonce) и целевой хэш.

Майнер сосредотачивается на nonce, строке чисел. Этот номер добавляется к хешированному содержимому предыдущего блока, которое затем хешируется. Если этот новый хэш меньше или равен целевому хэшу, то он принимается в качестве решения, майнеру дается вознаграждение, и блок добавляется в цепочку блоков.

Процесс проверки транзакций блокчейна основан на шифровании данных с использованием алгоритмического хеширования.

Особенности хэша

Пример хэша и хеширования

Хеширование слова «привет» даст результат той же длины, что и хэш для «Я иду в магазин». Функция, используемая для генерации хэша, является детерминированной, что означает, что она будет давать один и тот же результат каждый раз, когда используется один и тот же ввод. Он может эффективно генерировать хешированный ввод, это также затрудняет определение ввода (что приводит к майнингу), а также вносит небольшие изменения в результат ввода в неузнаваемый, совершенно другой хэш.

Обработка хэш-функций, необходимых для шифрования новых блоков, требует значительной вычислительной мощности компьютера, что может быть дорогостоящим. Чтобы побудить людей и компании, называемые майнерами, инвестировать в необходимую технологию, сети криптовалюты вознаграждают их как новыми токенами криптовалюты, так и комиссией за транзакцию. Майнеры получают вознаграждение только в том случае, если они первыми создают хэш, который соответствует требованиям, изложенным в целевом хэш-коде.

Резюме

А на этом сегодня все про хэш и хеширование. Надеюсь статья оказалась для вас полезной. Делитесь статьей в социальных сетях и мессенджерах и добавляйте сайт в закладки. Успехов и до новых встреч на страницах проекта Тюлягин!

Для написания дипломных работ требуют использования только русских слов, а не заимствованных из английского языка. Например нельзя использовать: брандмауэр, логин, браузер. На английском можно только название программ, ОС и т.д. Друзья, есть ли у Вас идеи, как называют хеш (в моем случае хеш пароля) в научной литературе на русском?

141 1 1 золотой знак 2 2 серебряных знака 9 9 бронзовых знаков 851 1 1 золотой знак 6 6 серебряных знаков 19 19 бронзовых знаков с тем же успехом можно запретить использовать слова "компьютер" или "интернет" у меня просили заменить слово "пакет" потому что "не понятно" Spectre, здесь как раз тонкая грань между словами устоявшимися и описанными в нормативных документах и словами, для которых есть логичный русский аналог.

В ГОСТ Р 34.11-94, начиная прямо с названия, используется слово «хэш» и его производные («хэширование»).

Так что с этим словом все в порядке.

9,203 1 1 золотой знак 18 18 серебряных знаков 36 36 бронзовых знаков Ну раз ГОСТ так говорит, значит и мы так будем говорить) Спасибо, не пришло мне в голову в ГОСТ заглянуть.

Формально может быть подходит контрольная сумма, но лично у меня возникают не те ассоциации.

В советской научной литературе (насколько помню) для организации поиска в хэш-таблицах когда-то применяли термин перемешивание (и производные от него), но он был успешно вытеснен хэшированием.

Вместо "дайджест" можно было бы использовать подпись, но это несколько конфликтует с смыслом, вкладываемом ныне в термин ЭЦП (электронная цифровая подпись).

А по делу, могу только выразить Вам свои самые искренние соболезнования.

43.4k 4 4 золотых знака 41 41 серебряный знак 109 109 бронзовых знаков

И хеш, и дайджест есть в википедии, как и само понятия "хеширование", которое я многократно встречал в русскоязычной технической литературе. Так что, я думаю, можете смело использовать!

Другое дело с логином, браузером и брендмауэром - для них википедия предлагает "идентификатор учетной записи", "веб-обозреватель" и "межсетевой экран". А слово "хеш" - официально используется в русском языке, и при этом, конечно, является заимствованным. Я думаю вы немного ошибаетесь, когда пишете, что нельзя использовать именно заимствованные слова, ведь заимствованными по факту являются почти все названия наук и большая часть терминов. Я уверен, что вам запретили использовать именно слова взятые из английского языка и записанные русскими буквами с максимально похожим произношением, при этом не входящие официально в состав русского языка.

Согласен, правильно поправили. Заимствованные слова - немного не то.

Какие бы криптографические вычисления вы ни делали - без хэширования обойтись, скорее всего, не получится. Электронная подпись, проверка целостности данных, сравнение двух текстов и т.д. - везде используется хэшировние, везде вычисляется хэш. И, конечно, блокчейн без хэша просто немыслим.

Попробую сегодня на пальцах рассказать, что это такое и зачем это нужно.

Этим постом открываю мини-рубрику "криптография на пальцах". Мне хотелось бы понять, нужно ли это моим читателям. Прошу вас активнее пользоваться лайками/дизлайками, чтобы дать мне обратную связь.

Хэш еще называют свёрткой, в этом очень точно описывается суть этой математической операции.

Мы все знаем, что любая информация в цифровом виде представляет собой последовательность чисел. Блок информации может быть очень большим - это может быть текст "Войны и мира", или вообще вся Санта-Барбара. А может быть очень коротким. В современном мире громадное количество блоков информации, и часто нужен какой-то простой способ уникально идентифицировать каждый блок. Или, как еще иногда говорят, получить "отпечаток текста".

В этом хэш очень похож на отпечаток пальца человека. В отпечатке пальца нет всей информации о человеке, но по отпечатку пальца человека можно уникально идентифицировать. Нечто подобное для блоков информации делает хэш-функция.

Берем огромный роман "Война и мир" и получаем от него короткий, тридцатидвухбайтный хэш (256 бит). И этот хэш (результат вычисления хэш-функции) уникально идентифицирует текст "Войны и мира".

Представим, допустим, что кто-то взял и изменил этот текст. Например, изменил одну букву где-то в середине романа. Снова вычисляем хэш от нового, измененного текста. Полученное значение будет очень сильно отличаться от прошлого. Т.е. новый текст даст другой хэш, пусть даже изменилась всего одна буква!

Вот почему эту операцию еще называют операцией свертки. Она как бы сворачивает большой блок информации до значения фиксированного размера. Причем назад развернуть, конечно же, уже не получится. Не получится из тридцатидвухбайтного значения получить многомегабайтный исходный текст.

Собственно, это главная функция хэша - получать некую уникальную числовую характеристику блока информации. И характеристика эта - фиксированного размера, не зависит от размера исходного блока информации. Вот для этого изначально хэш и придуман.

Как теперь сравнить два разных текста? А просто вычисляем хэш от каждого. Если хэши разные - то и исходные тексты разные. Даже если разница в одном символе в огромном романе. Кстати, в программировании так время от времени делают: чтобы не париться с посимвольным сравнением огромных текстов, просто сравнивают вычесленные от них хэши. Или чтобы организовать хранение данных по парам "ключ-значение", используют хэш-таблицу.

Иногда на некоторых сайтах можно увидеть интересные надписи, вроде "контрольная сумма MD5". Смысл такой: скачиваете файл, но вдруг возникает сомнение, а не подменил ли кто-то файл? Проверить это можно разными способами, один из них - вычислить контрольную сумму. Контрольная сумма, кстати - это один из способов хэширования, смысл практически тот же самый. Из большого текста получить маленькую числовую характеристику. А MD5 - это название конкретного алгоритма хэширования.

Так вот, скачиваете файл, вычисляете от него хэш MD5 (есть утилиты для этого) и сравниваете с тем, что на сайте написано. Совпадает? Все отлично! Нет? Упс. Или недокачался, или кто-то файл подменил. Кстати, антивирусы имеют базу данных, в которой для каждого системного файла есть его хэш. Если на компьютере пользователя у системного файла другой хэш - это значит, что файл поврежден и заражен. И иногда антивирус так и говорит: "не совпадают контрольные суммы системных файлов" или "не совпадают хэши файлов".

Как рассчитывают хэш? Можно придумать самый простой алгоритм вроде такого. Берем исходный блок чисел, и просто последовательно перемножаем их друг на друга. Когда число становится слишком большим (превышает размер требуемого хэша) - отрезаем лишнее . И дальше перемножаем. Снова слишком большое число? Снова отрезаем . В итоге получится какое-то число, которое и будет хэшем. Если в исходной последовательности байт (в исходном тексте) изменить одно значение - то произведение, скорее всего, изменится, и изменится (скорее всего) наше обрезаное значение. Это пример примитивной хэш-функции. На практике никто таким алгоритмом не пользуется, потому что он не стойкий к ряду неприятностей. Например, если просто поменять местами два символа рядом - произведение не изменится. А текст-то изменился!

Поэтому реальные алгоритмы хэширования включают в себя массу всяких дополнительных действий. Перемешивание бит, перемножения с разными коэффициентами и т.д. Всё для того, чтобы даже малейшее изменение исходного текста разительно меняло значение хэша. Только в криптографии говорят не "разительно", а "лавинообразно".

Вообще говоря, возможна ситуация, когда два разных текста вдруг дадут одинаковый хэш. Эта ситуация называется коллизией. И при разработке алгоритмов стремятся к тому, чтобы вероятность этого была предельно мала. Но время от времени в старых алгоритмах находят уязвимости (способ сформировать коллизию), потому и постоянно разрабатывают новые и новые алгоритмы хэширования. Только общеизвестных сейчас несколько десятков алгоритмов.

Чтобы представить себе, как вообще такое возможно - каждому тексту поставить в соответствие уникальную числовую характеристику, я в свое время придумал себе такую картинку. Допустим, каждый текст, написаный когда-либо человеком, имеет порядковый номер. Вот пусть этот поряковый номер и будет уникальной характеристикой (хэшем) текста. Если размер хэша у нас 256 бит (большинство алгроитмов генерируют хэш от 140 до 256 бит), то с помощью числа такого размера можно пронумеровать каждый электрон во вселенной! Потому что во вселенной всего 10 в степени 80 электронов, а это сопоставимо с двойкой в степени 256. Т.е. понятно, что человечесво не способно даже близко наделать столько текстов; так что для каждого из них найдется какой-нибудь отдельный номер из этого огромного количества возможных номеров. Так что это возможно - каждому тексту дать уникальный хэш.

Но как вы понимаете, из порядкового номера нельзя получить исходный текст. И это правда - при вычислении хэша информация обрезается . Поэтому, зная хэш, невозможно узнать исходный текст. Это свойство хэш-функции очень важно, и очень широко используется. Например, пароли ни в какой системе не хранятся, но хранятся их хэши. Пользователь вводит пароль - вычисляется хэш - если совпал с тем, который в базе данных - отлично, значит, пароль правильный.

И, конечно, хэш, благодаря этому свйоству необратимости, очень широко используется в блокчейне. Там очень важно именно это свойство - невозможность подобрать исходное значение, зная требования к хэшу. Думаю рассказать об этом немного подробнее в одном из следующих постов.

Подписывайтесь на канал "Технологии Денег" в Яндекс.Дзен и Телеграм ! У меня много интересного материала!

В криптографии слово хеш относится к выходным данным, получаемым хеш-функцией после того, как часть данных передается (сопоставляется) через нее.
Помимо простого хеша, выходные данные, полученные хеш-функциями, также могут называться хеш-значением, хеш-кодом или дайджестом.

Чтобы лучше понять, что такое хеш, стоит обсудить, что такое хеш-функции и как они работают.

Хеш-функции — это математические алгоритмы, преобразующие входное значение любого размера в выходное (хеш) фиксированного размера.
В большинстве случаев вывод состоит из шестнадцатеричного числа.
Это означает, что хеш часто обозначается как комбинация цифр (от 0 до 9) и букв (от a до f).

Различные хеш-функции будут производить выходные данные разного размера, но возможные выходные размеры для каждого алгоритма хеширования всегда постоянны.
Например, алгоритм SHA-256 может выдавать только 256 бит, в то время как SHA-1 всегда будет генерировать 160-битный дайджест.

Если мы используем слово «Виктор» в качестве входного значения и сопоставляем его с хеш-функцией SHA-256, то возвращаемое выходное значение (хеш) будет:

Обратите внимание, что независимо от того, сколько раз мы выполняем это действие, выходные данные всегда будут одинаковыми (до тех пор, пока входные данные не изменятся).

С другой стороны, любое незначительное изменение входных данных приведет к тому, что хеш-функция будет выдавать совершенно другой хеш в качестве выходных данных.
Например, если мы введем слово « виктор » вместо « Виктор » , то в результате получим следующий хеш:

Хеши полезны для проверки достоверности определенной информации, не раскрывая, что это за информация. На практике хеш-функции могут применяться к различным сценариям. Несколько вариантов использования включают в себя поиск базы данных, анализ больших файлов и управление данными.

В сочетании с криптографическими методами мы имеем так называемые криптографические хеш-функции. Они широко используются в информационной безопасности и являются неотъемлемой частью большинства блокчейн-сетей.

Например, блокчейн биткоина имеет множество операций, связанных с хешированием, и они имеют решающее значение в процессе майнинга.

Хотя не все хеш-функции связаны с использованием криптографии, так называемые криптографические хеш-функции лежат в основе криптовалют. Благодаря им блокчейны и другие распределенные системы способны достигать значительных уровней целостности и безопасности данных.

Как обычные, так и криптографические хеш-функции являются детерминированными.
Детерминированность означает, что до тех пор, пока входные данные не изменятся, алгоритм хеширования всегда будет выдавать один и тот же результат.

Как правило, алгоритмы хеширования криптовалют разрабатываются как односторонние функции, а это означает, что они не могут быть легко возвращены без больших объемов вычислительного времени и ресурсов. Другими словами, довольно легко создать выход из входного сигнала, но относительно трудно пойти в противоположном направлении (генерировать вход только из выходного сигнала). Вообще говоря, чем сложнее найти входные данные, тем более безопасным считается алгоритм хеширования.

Ценная информация об инвестировании в криптовалюты, стратегии, инструменты и фишки в нашем Telegram-канале Крипталий . Рекомендую!

Подписаться → t.me/cryptaly

Мои разработки:

Криптографические хеш-функции

Хеш-функция, которая развертывает криптографические методы, может быть определена как криптографическая хеш-функция. Как правило, для взлома криптографической хеш-функции требуется множество попыток применения грубой силы.
Для того, чтобы человек «вернул» криптографическую хеш-функцию, ему нужно было бы угадать, что входило в нее методом проб и ошибок, пока не будет получен соответствующий вывод. Однако существует также возможность того, что разные входы производят один и тот же выход, и в этом случае происходит « столкновение ».

Технически, криптографическая хеш-функция должна следовать трем свойствам, чтобы считаться эффективно защищенной. Их можно описать как сопротивление столкновению , сопротивление прообразу и сопротивление второму прообразу .

Сопротивление столкновению

Обратите внимание, что столкновения всегда будут существовать для любой хеш-функции, потому что возможные входы бесконечны , а возможные выходы конечны .

Другими словами, хеш-функция устойчива к столкновениям, когда вероятность найти столкновение настолько мала, что для этого потребовались бы миллионы лет вычислений.
Таким образом, несмотря на то, что хеш-функций без столкновений не существует, некоторые из них достаточно сильны, чтобы считаться устойчивыми (например, SHA-256).

Среди различных алгоритмов SHA группы SHA-0 и SHA-1 больше не являются безопасными, потому что были обнаружены столкновения. В настоящее время группы SHA-2 и SHA-3 считаются устойчивыми к столкновениям.

Сопротивление прообразу

Свойство сопротивления прообраза связано с понятием односторонних функций.
Хеш-функция считается устойчивой к прообразу, когда существует очень низкая вероятность того, что кто-то найдет вход, который сгенерировал конкретный выход .

Обратите внимание, что это свойство отличается от предыдущего, потому что злоумышленник будет пытаться угадать, что было введено, глядя на данный выход.
Столкновение, с другой стороны, происходит, когда кто-то находит два разных входа, которые генерируют один и тот же выход, но не имеет значения, какие входы были использованы.

Сопротивление второму прообразу

Имея заданное входное значение m1 , должно быть сложно найти другое входное значение m2 такое, что hash(m1) = hash(m2).

Сопротивление второго прообраза находится где-то между двумя другими свойствами. Атака второго прообраза происходит, когда кто-то может найти определенный вход, который генерирует тот же выход что и другой вход, который уже известен.

Другими словами, атака второго прообраза включает в себя поиск столкновения, но вместо поиска двух случайных входов, которые генерируют один и тот же хеш, они ищут вход, который генерирует тот же хеш, который был сгенерирован другим конкретным входом.
Зная, что hash(m1) = h пытается найти m2 такое, что hash(m2) = h.

Таким образом, любая хеш-функция, устойчивая к столкновениям, также устойчива к атакам второго прообраза, поскольку последние всегда будут подразумевать столкновение.

Почему хеш-функции так важны?

Реальная сила хеширования приходит, когда имеешь дело с огромным количеством информации. Например, можно запустить большой файл или набор данных через хеш-функцию, а затем использовать ее выходные данные для быстрой проверки точности и целостности данных. Это возможно из-за детерминированной природы хеш-функций: входные данные всегда приводят к упрощенному, сжатому выходу (хешу). Такая техника избавляет от необходимости хранить и запоминать большие объемы данных.

Хеширование особенно полезно в контексте технологии блокчейн . Блокчейн биткоина имеет несколько операций, которые включают хеширование, большинство из них в процессе майнинга. Фактически, почти все криптовалютные протоколы полагаются на хеширование для связывания и сгущения групп транзакций в блоки , а также для создания криптографических связей между каждым блоком, эффективно создавая блокчейн.

Читайте также: