Что такое sha1 хеш

Обновлено: 15.01.2025

Позднее были разработаны более эффективные версии SHA-2 (2001, 256-512 бит) и SHA-3 (Йоан Даймен, 2013, 256-512 бит).

В разделе 2 определены терминология и функции, использованные при построении формы SHA-1.

2. Определение битовых строк и целых

В описании используются обозначения для битовых последователей и целых чисел:

Шестнацатеричные цифры - это . Шестнацатеричные числа A представляются в виде 4-битовых строк. Примеры: 7 = 0111, A = 1010.
Слово соответствует 32-битной строке, которая может быть представлена последовательностью из 8 hex цифр. Чтобы преобразовать слово в 8 hex-цифр, каждая 4-битная строка преобразуется в ее hex-эквивалент, как это описано выше в (a). Пример:
1010 0001 0000 0011 1111 1110 0010 0011 = A103FE23.
Целое между 0 и 2 32 - 1 включительно может рассматриваться как слово. Младшие четыре бита этого целого представляют собой самую правую hex-цифру слова. Например: целое 291 = 2 8 +2 5 +2 1 +2 0 = 256+32+2+1 представляется hex-словом, 00000123.

Если z является целым, 0 64 , тогда z = (2 32 )x + y где 0 32 и 0 32 . Так как x и y могут быть представлены как слова X и Y, соответственно, z может быть представлен парой слов (X,Y).

3. Операция над словами

Со словами будут производиться следующие операции:

Затем 0 32 . Преобразуем z в слово, Z, и определяем Z = X + Y.

После шага (a) это дает

01100001 01100010 01100011 01100100 01100101 1.

5. Используемые функции и константы

В SHA-1 используется последовательность логических функций f(0), f(1). f(79). Каждая f(t), 0 32 , F - нелинейная функция,

Рис. 1. Алгоритм вычисления дайджеста SCH1 [5]

6.1. Метод 1

Прежде чем обрабатывать какой-либо блок, все H инициализируются следующим образом: в hex-представлении:

Теперь обрабатываются M(1), M(2), . , M(n). Чтобы обработать M(i), мы выполняем следующее:

Разделяем M(i) на 16 слов W(0), W(1), . , W(15), где W(0) является самым левым словом.
Для t = 16 до 79 пусть
Пусть A = H0, B = H1, C = H2, D = H3, E = H4.
Для t = 0 to 79 do
Пусть H0 = H0 + A, H1 = H1 + B, H2 = H2 + C, H3 = H3 + D, H4 = H4 + E.

6.2 Метод 2

Предыдущий метод предполагает, что последовательность W(0), . , W(79) представляет собой массив из 80 32-битных слов. Это эффективно с точки зрения минимизации времени вычисления, так как адреса W(t-3), . ,W(t-16) на этапе (b) легче вычислять. Когда имеется дефицит памяти, можно для < W(t) >организовать кольцевой буфер, который может использовать массив из 16 32-битных слов W[0], . W[15]. В этом случае в hex-формате получим: MASK = 0000000F. Затем обрабатываем M(i) следующим образом:

Делим M(i) на 16 слов W[0], . , W[15], где W[0] - самое левое слово.
Пусть A = H0, B = H1, C = H2, D = H3, E = H4.
Для t = 0 до 79 выполнить
Пусть H0 = H0 + A, H1 = H1 + B, H2 = H2 + C, H3 = H3 + D, H4 = H4 + E.

7. C Code

Ниже представлена реализация SHA-1 на C. Раздел 7.1 содержит файл заголовков, 7.2 - код C, и 7.3 - тестовый драйвер.

7.1. .h file

7.2. .c file

7.3 Тестовый драйвер

Ниже приведен код основной программы тестового драйвера для проверки кода sha1.c.

Ссылки

[1] "Secure Hash Standard", United States of American, National Institute of Science и Technology, Federal Information Processing Standard (FIPS) 180-1, April 1993.

[2] "The MD4 Message Digest Algorithm," Advances in Cryptology - CRYPTO '90 Proceedings, Springer-Verlag,1991, pp. 303-311.

[3] Rivest, R., "The MD4 Message-Digest Algorithm", RFC1320, April 1992.

[4] [RFC 1321] Rivest, R., "The MD5 Message-Digest Algorithm", RFC1321, April 1992.

[5] Eastlake, D., Crocker, S. и J. Schiller, "Randomness Requirements for Security", RFC 1750, December 1994.

Иногда Вы можете встретить упоминание MD5, SHA-1 или SHA-256 хешей, отображаемых вместе с вашими, но, на самом деле, не знаете, что они означают. Эти, казалось бы, случайные строки текста позволяют Вам проверить, что файлы, которые вы загрузили, не были повреждены или подделаны.

Как используют хеши для проверки данных

Хэши являются результатом работы криптографических алгоритмов, и представляют собой строку символов. Часто эти строки имеют фиксированную длину, независимо от размера входных данных.

Взгляните на диаграмму, и вы увидите, что хеш «Fox» и «The red fox jumps over the blue dog» имеет одинаковую длину. Теперь сравните второй пример на графике с третьим, четвертым и пятым. Вы увидите, что, несмотря на незначительные изменения во входных данных, хеши сильно отличаются друг от друга. Даже если кто-то изменит очень маленький фрагмент входных данных, хэш будет резко меняться.

MD5, SHA-1 и SHA-256 – это разные алгоритмы хеш-функции. Создатели программного обеспечения часто указывают хеш для загружаемых файлов.

Таким образом, Вы можете загрузить файл, а затем сравнить опубликованный с рассчитанным для загруженного файла, чтобы подтвердить, что Вы получили оригинальный файл, и что он не был поврежден во время процесса загрузки или подделан злонамеренно.

Как мы видели выше, даже небольшое изменение в файле резко изменит хэш.

Они также могут быть полезны, если файл получен из неофициального источника, и вы хотите проверить, что это «законно». Допустим, у Вас есть Linux.iso-файл, который вы откуда-то получили, и вы хотите убедиться, что он оригинальный. Вы можете посмотреть хеш этого ISO-файла в интернете на веб-сайте дистрибутивов Linux. Затем рассчитать хеш-функцию на вашем компьютере и убедиться, что результат соответствует хеш-значению, которое вы ожидаете от него. Это подтверждает, что у вас тот же файл, который предлагается для загрузки на официальном веб-сайте дистрибутива Linux.

Сравнение хеша в любой операционной системе

Имея это в виду, давайте посмотрим, как проверить хеш файла, который вы загрузили, и сравнить его с тем, который должен быть. Вот методы для Windows, macOS и Linux. Хеши всегда будут идентичны, если вы используете одну и ту же функцию хеширования в одном файле. Не имеет значения, какую операционную систему Вы используете.

Хэш файла в Windows

Этот процесс возможен без какого-либо стороннего программного обеспечения на Windows, благодаря PowerShell.

Чтобы начать работу, откройте окно PowerShell, запустив ярлык Windows PowerShell из меню Пуск .

Для создания хеша файла потребуется некоторое время, в зависимости от размера файла, используемого алгоритма и скорости диска, на котором находится файл.

По умолчанию команда покажет хеш SHA-256 для файла. Однако, можно указать алгоритм хеширования, который необходимо использовать, если вам нужен хэш MD5, SHA-1 или другой тип.

Выполните одну из следующих команд, чтобы задать другой алгоритм хэширования:

Сравните результат хеш-функций с ожидаемым результатом. Если это то же значение, файл не был поврежден, подделан или иным образом изменен от исходного.

Хэш файла на macOS

macOS содержит команды для просмотра различных типов хэшей. Для доступа к ним запустите окно терминала. Вы найдете его в Finder → Приложения → Утилиты → Терминал.

Команда md5 показывает MD5-хеш файла:

Команда shasum показывает хеша SHA-1 по умолчанию. Это означает, что следующие команды идентичны:

shasum -a 1 /path/to/file

Чтобы отобразить хеш файла SHA-256, выполните следующую команду:

shasum -a 256 /path/to/file

Хэш файла в Linux

В Linux обратитесь к терминалу и выполните одну из следующих команд для просмотра хеша файла, в зависимости от типа хеша, который вы хотите посмотреть:

Хэши с криптографической подписью

Вот почему современные дистрибутивы Linux часто предоставляют больше, чем хеши, перечисленные на веб-страницах. Они криптографически подписывают эти хеши, чтобы помочь защититься от злоумышленников, которые могут попытаться изменить хеши. Вы можете проверить криптографическую подпись, чтобы убедиться, что хеш действительно относится к дистрибутиву Linux. Проверка криптографической подписи хеша – более сложный процесс, выходящий за рамки представленной статьи.

Алгоритм хеширования — это математическая функция, которая сокращает данные до фиксированного размера. Так, например, если бы мы взяли предложение «Быстрая Коричневая Лиса Прыгает Через Ленивую Собаку» И прогнали его через специальный алгоритм хеширования, известный как CRC32, мы бы получили следующий результат: «07606bb6». Этот результат называется хеш или хеш-значением. Иногда хеширование называют односторонним шифрованием. Хеш удобен, когда компьютеру нужно идентифицировать, сравнивать или иными способами выполнять вычисления в файлах и строках данных. Компьютеру проще сначала вычислить хеш, а затем сравнить значение, нежели сравнивать исходные файлы.

Одним из ключевых свойств алгоритмов хеширования является детерминизм. Любой компьютер в мире, который понимает алгоритм хеширования, который вы выберете, может локально вычислить хеш предложения из нашего примера и получить тот же самый ответ. Алгоритмы хеширования используются всевозможными способами – они используются для хранения паролей, в базах данных и т.д. Существуют сотни алгоритмов хеширования и все они имеют конкретные цели – некоторые из них оптимизированы для определенных типов данных, другие для обеспечения высокой скорости, третьи – безопасности и т.д. В сегодняшнем разборе нас интересует только SHA алгоритм. SHA расшифровывается как Защитный алгоритм хеширования – его название уже говорит само за себя – он используется для криптографической защиты. Криптографические хеш-алгоритмы производят необратимые и уникальные хеши. Необратимость состоит в том, что, если бы у вас был только хеш, вы не смогли бы его использовать, чтобы выяснить, каков был исходный фрагмент данных, поэтому исходные данные остаются безопасными и неизвестными. Уникальность означает, что две разных части данных никогда не могут превратиться в один и тот же хеш – в следующем разделе объясним, почему это так важно.

Примечание: чтобы было легче читать и понимать эту статью, мы используем примеры в виде строк данных и алгоритмов хеширования, которые значительно короче, чем то, что на самом деле используется на практике. Хеши, которые вы видели в этой статье, не являются хешами SHA любого типа.

Цифровые подписи

Теперь, когда мы знаем, что такое хеш, мы можем объяснить, как он используется в SSL-сертификатах. Протокол SSL/TLS используется для обеспечения безопасной передачи данных с одного устройства на другое через Интернет. Для краткости создается впечатление, что SSL часто понимается, как шифрование. Однако не забывайте, что SSL обеспечивает также аутентификацию. В файле сертификата SSL задается необходимая информация, которая необходима для аутентификации. Или, другими словами, SSL-сертификаты связывают определенный открытый ключ с идентификатором. Запомните, что SSL/TLS протокол способствует соединению с использованием асимметричного шифрования. Это означает, что есть два ключа шифрования, каждый из которых обрабатывает половину процесса: открытый ключ для шифрования и закрытый для дешифровки. Каждый сертификат SSL содержит открытый ключ, который может использоваться для шифрования данных клиентом, а владелец указанного SSL-сертификата надежно хранит закрытый ключ на своем сервере, который они используют для дешифрования данных и делает их доступными для чтения. В конечном счете, основной целью асимметричного шифрования является безопасный обмен ключами.

Асимметричные ключи требуют большой вычислительной мощности, поэтому они также используют (и все еще безопасно) небольшие симметричные ключи для фактической части соединения. Таким образом, клиент генерирует сеансовый ключ, шифрует его копию и отправляет ее на сервер, где он может быть расшифрован и использован для связи в течение всего времени соединения (или до его поворота). Именно поэтому аутентификация невероятно важна для обеспечения того, чтобы SSL/TLS фактически обеспечивал значимую безопасность. Представьте, что ваш компьютер не имел бы надежного способа узнать, кому принадлежит ключ шифрования, который вы использовали?

Шифрование ключа сеанса с помощью такого ключа не будет полезным, потому как вы не знаете, кто владеет соответствующим закрытым ключом, который его расшифрует. В конце концов, шифрование данных малопригодно, если вы отправляете его непосредственно злоумышленнику, посреднику злоумышленника на другом конце провода.

Цифровые подписи являются важной частью того, как SSL-сертификаты предоставляют аутентификацию. Когда выдается сертификат, он подписывается цифровой подписью центром сертификации (CA), выбранным вами в качестве поставщика сертификатов (например, Sectigo, Thawte, Geotrust и т.д.). Эта подпись обеспечивает криптографическое доказательство того, что центр сертификации подписал сертификат SSL, что сертификат не был изменен или воспроизведен. Что еще более важно, подлинная подпись является криптографическим доказательством того, что информация, содержащаяся в сертификате, была проверена доверенной третьей стороной.

Теперь давайте поговорим о том, как цифровая подпись создается, применяется, прикрепляется – выберите удобную терминологию. Асимметричные ключи, о которых мы упоминали ранее, используются снова, но с целью подписи не зашифрованных данных. Математически подписание включает в себя просмотр того, как объединяются данные и ключи (мы не будем заходить слишком далеко в дебри по поводу того, как создаются подписи, потому что они быстро усложняются. Если вас это интересует, Джошуа Дэвис написал отличную статью о том, как работают цифровые подписи). Чтобы упростить работу компьютеров, но все же надежно создать и проверить эти подписи, центр сертификации сначала хеширует файл сертификата и подписывает полученный хеш. Это более эффективно, чем подписание всего сертификата. Эти цифровые подписи затем предоставляют необходимое доказательство того, что предоставленный вам сертификат является достоверным сертификатом, выданным доверенным центром сертификации на соответствующий веб-сайт. Никаких трюков. Никакой имитации. Никаких манипуляций с файлом сертификата SSL/TLS не происходит. Цифровые подписи невероятно чувствительны - любое изменение файла приведет к изменению подписи.

Если бы мы взяли наш пример из предыдущего раздела и сделали его полностью строчным («быстрая коричневая лиса прыгает через ленивую собаку»), получившийся хеш был бы совсем другим. Это означает, что итоговая подпись этого хеша также будет отличаться. Даже изменение одного бита многотысячного гигабайтного документа приведет к совершенно другому хешу. Это делает невозможным для злоумышленников изменение законного сертификата или создание мошеннического сертификата, который выглядит законным. Другой хеш означает, что подпись больше недействительна, и ваш компьютер узнает об этом, когда аутентифицирует сертификат SSL. Если на вашем компьютере обнаружена недопустимая подпись, это приведет к ошибке и полностью предотвратит небезопасное соединение.

SHA-1 и SHA-2

Теперь, когда нами заложенфундамент ваших знаний, можем переходить к звезде сегодняшнего шоу. Как уже говорилось выше, SHA – это защитный алгоритм хеширования. SHA-1 и SHA-2 – это две разные версии этого алгоритма. Они различаются в конструкциях (как создается хеш из исходных данных) и в битовой длине подписи. Вам следует воспринимать SHA-2, как преемника SHA-1. В первую очередь, люди сосредоточены на бит-длине, как на важном различии. SHA-1 — это 160-битный хеш. SHA-2, на самом деле, является «семейством» хешей и имеет множество длин, наиболее популярной из которых является 256-бит. Разнообразие хешей SHA-2 может привести к путанице, поскольку сайты и авторы обозначают их по-разному. Если вы видите «SHA-2», «SHA-256» или «SHA-256 бит», эти имена относятся к одной и той же вещи. Если вы видите «SHA-224», «SHA-384» или «SHA-512», это относится к чередованию бит-длины SHA-2. Вы также можете увидеть, что некоторые сайты выписывают как алгоритм, так и длину бита, например «SHA-2 384.». Но это неприятно, как заставлять людей называть себя по имени и отчеству, когда вы просите их представиться.

SSL-индустрия выбрала SHA в качестве своего алгоритма хеширования для цифровых подписей

С 2011 по 2015 год SHA-1 был основным алгоритмом. Растущее число исследований, показывающих недостатки SHA-1, вызвало переоценку. Фактически, Google даже зашел так далеко, что создал конфликт SHA-1 (когда две части разрозненных данных создают одно и то же значение хеш-функции). Таким образом, с 2016 года SHA-2 является новым стандартом. Если вы получаете сегодня сертификат SSL/TLS, он должен использовать эту подпись. Иногда вам будут встречаться сертификаты, использующие SHA-2 384-бита. Реже будут встречаться 224-битные типы, поскольку они не одобрены для использования с публично доверенными сертификатами, или 512-битные типы, которые очень редко поддерживаются программным обеспечением. SHA-2, вероятно, останется актуальным еще не меньше, чем на 5 лет. Тем не менее, можно ожидать и некоторую атаку на алгоритм, которая вызвала бы более ранний переход. Вот хеш SHA-1 и SHA-2 сертификата SSL сайта выглядят так: Это то, о чем и шла речь. Возможно, это не так много, но цифровые подписи невероятно важны для обеспечения безопасности SSL\TLS.

Более высокий хеш может обеспечить большую безопасность, поскольку возможны более вероятные комбинации. Помните, что одна из важных функций алгоритма криптографического хеширования заключается в том, что он создает уникальные хеши. Опять же, если два разных значения или файла могут создать один и тот же хеш, то это то, что мы называем конфликтом. Безопасность цифровых подписей может быть гарантирована только при условии, что конфликтов не происходит. Конфликты опасны потому, что они позволяют двум файлам создавать одну и ту же подпись, поэтому, когда компьютер проверяет подпись, она может показаться действительной, даже если файл никогда не был подписан.

Сколько хешей?

Если алгоритм хеширования должен создавать уникальные хеши для каждого возможного ввода, сколько всего возможных хешей? Бит имеет два возможных значения: 0 и 1. Возможное количество уникальных хешей может быть выражено как количество возможных значений увеличенных на количество бит. Для SHA-256 имеется 2 256 возможных комбинаций. Итак, 2 256 комбинаций. Сколько это? Ну, это огромное количество. Шутки в сторону. Это делает цифры, подобные триллиону и септилию, ничтожными. Это намного превышает количество зерен песка в мире. Чем больше число возможных хешей, тем меньше вероятность того, что два значения создадут один и тот же хеш. Обратите внимание, что большая длина бит вовсе не означает, что алгоритм хеширования производит более безопасный хэш. Построение алгоритма также невероятно важно - поэтому индустрия SSL использует алгоритмы хеширования, специально разработанные для криптографической защиты.

Переход на SHA-2

В 2015 году индустрия SSL прошла «переход на SHA-2». Это включало повторную выдачу тысяч существующих сертификатов, чтобы новые файлы могли быть созданы и подписаны с SHA-2. Это также связано с крупными обновлениями программного обеспечения для выпуска, которым работают централизованные доверенные центры сертификации (их десятки). Как и ожидалось, были сбои. Крайний срок для выдачи новых SSL сертификатов с SHA-1 был назначен на 31 декабря 2015. По большей части, выдача была осуществлена к назначенному сроку. С тех пор было сделано несколько ошибок, и произошло несколько особых случаев. Но за последние три года сертификаты SHA-1 почти полностью исчезли. Сегодня, если вы столкнулись с сертификатом SHA-1, вы увидите предупреждение.

Сегодня, в 2018 году, Google просто суммарно удаляет незащищенные сайты, оставляя только напоминание о них в качестве предупреждения другим, кто может осмелиться совершить те же ошибки.

Обеспечение безопасности подписей

По прошествии времени атаки на криптографию станут лучше, а мощность компьютерной обработки станет дешевле. Это делает действительную подпись SHA-2 менее безопасной в 2020 году, чем в 2016 году. По этой причине выбирать придется еще более сильный алгоритм, чем это необходимо, чтобы краткосрочные улучшения не привели к компрометации безопасности в будущем. Для алгоритма хеширования нереально не оставаться в безопасности на протяжении десятилетия.

Отраслевые эксперты и исследователи безопасности во всем мире постоянно анализируют алгоритмы SHA-2 и другие криптографические алгоритмы хеширования, поэтому будьте уверены, что SSL-сертификаты будут иметь надежные и безопасные цифровые подписи на протяжении какого-то времени. Это не означает, что криптографы будут просто сидеть и ждать, пока не возникнет проблема. Преемник SHA-2, удобно названный SHA-3, уже создан. Когда придет время сделать другой коммутатор, индустрия SSL может использовать SHA-3 в качестве своего следующего выбора, или сможет воспользоваться совершенно другим алгоритмом.

Требуются годы, чтобы правильно исследовать и проверять новые криптографические стандарты, а затем разрабатывать программное обеспечение, которое их поддерживает. Надеюсь, это обнадеживает, потому что вы знаете, что индустрия всегда, по крайней мере, на один шаг впереди.

Всем привет, сегодня отвлечемся от виртуализации и поговорим вот на какую тему, что такое md5 хеш и sha 1 хеш. Так как данная тема у меня недавно сплыла в качестве объяснения приятелю. Рассмотрим вопрос как их посмотреть для конкретного файла. Вообщем поехали.

Что такое хеш

Хеш это видоизменение информации с помощью математических алгоритмов в не большую строку, определенной длины.Где это используется, например для подтверждения целостности файла в операционной системе. Простой пример из жизни, у меня есть страница где я скачиваю и выкладываю людям прошивки Juniper, вот такой альтруизм. Один из читателей блога, скачал прошивку Juniper, не проверив контрольную сумму, и в итоге во время обновления прошивки Juniper, получил кучу граблей и не работающую железку, пришлось перекачивать и проверять, чтобы контрольная сумма совпала с той которая указана на сайте производителя железа. Такой же пример можно привести когда вы скачиваете очередной образ Windows, а потом не проверим также check sum, вы ловите кучу ошибок при установке, или создании загрузочной флешки.

Вычисление контрольной суммы

Каким образом работает алгоритм например в ос, первым делом нужно понять для каких файлов, требуется контролировать целостность. Затем, производится подсчет значения хеша, по определенному умному алгоритму с последующим сохранением результата. Далее через некоторое время производится повторный расчет и сравнивается результат. При не совпадении значений система понимает что файл либо подменили либо он поврежден.

Что такое md5 хеш

Если обратиться к всезнающей википедии, то она дает вот такое описание данному определению:

Что такое sha 1

С MD5 мы разобрались теперь рассмотрим еще один алгоритм хеширования sha 1 или Secure Hash Algorithm 1. Так же используется в криптографии. sha 1 160-битный алгоритм. Например в пендосии (сша) является одним из основных алгоритмов в государственном сегменте.

Из российских аналогов могу вспомнить 256 битный алгоритм по ГОСТ Р 34.11-94.

Как вычислить md5 хеш и sha 1 хеш

Как я писал в примере выше, граблей при неправильной контрольной сумме хеша может быть много, но и рядовой пользователь, так же может с этим столкнуться, скачав игру, музыку или программу. Опять же если обратиться к компьютерной безопасности, хакеры намеренно могут в бесплатное по встраивать свои вирусы, так что вот еще пример для чего нужно проверять md5 хеш и sha 1 хеш.

Рассчитаем хеши

Как видите все очень удобно, и всегда просто в два клика это проверить. На этом все и спасибо, что читаете мой блог.

Читайте также: