Hashing là gì và nó hoạt động như thế nào?

Kỹ thuật bảo vệ dữ liệu là một sự phát triển đáng hoan nghênh. Chúng nâng cao độ chính xác và khả năng sử dụng của dữ liệu. Do đó, băm là một chủ đề phổ biến trong diễn ngôn an ninh mạng.

Sự gia tăng nhu cầu về dữ liệu đã làm tăng sự quan tâm đến các quy trình ẩn danh và cách tiếp cận tốt nhất cho việc này là băm.

Bài viết này sẽ cho bạn biết những lợi ích của băm và cách nó hoạt động.

Hashing là gì?

Giả sử bạn mua một chiếc điện thoại mới và lớp bọc co lại của nó bị rách, đó là dấu hiệu cho thấy nó đã được mở, sử dụng, thay thế hoặc thậm chí bị hỏng. Việc băm cũng giống như vậy nhưng đối với dữ liệu thay vì các đối tượng vật lý.

Theo cách tương tự, băm giống như một bọc thu nhỏ ảo được đặt trên phần mềm hoặc dữ liệu để thông báo cho người dùng nếu nó đã được thay thế hoặc sử dụng theo bất kỳ cách nào.

Hashing là thuật toán tính toán một giá trị chuỗi từ một tệp có kích thước cố định. Nó chứa hàng tấn dữ liệu, được chuyển đổi thành một khóa hoặc giá trị cố định ngắn. Thông thường, một bản tóm tắt thông tin hoặc dữ liệu nằm trong tệp được gửi ban đầu.

Hashing là một trong những cách tốt nhất và an toàn nhất để xác định và so sánh cơ sở dữ liệu và tệp. Nó biến đổi dữ liệu thành một kích thước cố định mà không cần xem xét đầu vào dữ liệu ban đầu. Đầu ra nhận được được gọi là giá trị băm hoặc mã. Hơn nữa, thuật ngữ “băm” có thể được sử dụng để mô tả cả giá trị và hàm băm.

Lợi ích của việc băm là gì?

Có rất nhiều lợi ích của việc băm, bao gồm cả các hàm băm mật mã ngày nay. Một số lợi ích được liệt kê dưới đây.

1. Truy xuất dữ liệu

Một trong những lợi ích của băm là nó sử dụng các thuật toán để ánh xạ dữ liệu đối tượng thành một giá trị nguyên. Hàm băm có lợi vì nó có thể được sử dụng để thu hẹp tìm kiếm khi định vị các mục trên bản đồ dữ liệu đối tượng.

Ví dụ: bảng băm ở dạng các cặp khóa và giá trị giúp bạn xác định dữ liệu và hoạt động như một hàm băm đầu vào. Mã băm sau đó được ánh xạ tới một kích thước cố định.

Bảng băm hỗ trợ các chức năng như Chèn (khóa, giá trị), Nhận (khóa) và Xóa (khóa).

2. Chữ ký kỹ thuật số

Việc ký tài liệu bằng kỹ thuật số là một thực tế phổ biến hiện nay. Ngoài việc truy xuất dữ liệu, băm còn giúp mã hóa và giải mã chữ ký số được sử dụng để xác thực người gửi và người nhận tin nhắn. Hàm băm giúp chuyển đổi chữ ký số vừa là giá trị băm vừa là chữ ký, và được gửi theo đường truyền riêng biệt tới người nhận.

Sau khi nó được gửi đi, băm sẽ được so sánh với thông điệp đã truyền để đảm bảo cả hai đều giống nhau. Trong hoạt động băm một chiều, hàm băm lập chỉ mục giá trị hoặc khóa ban đầu và cho phép truy cập vào dữ liệu được liên kết với một giá trị hoặc khóa cụ thể được truy xuất.

Phương pháp đơn giản nhất của chữ ký điện tử là tạo một hàm băm của thông tin được gửi và mã hóa thông tin đó bằng khóa riêng của bạn (trong cặp khóa mật mã không đối xứng của bạn) để bất kỳ ai có khóa công khai của bạn đều có thể nhìn thấy hàm băm thực và xác minh nội dung là hợp lệ.

3. Bảo mật mật khẩu

Tạo mật khẩu mạnh là một cách hiệu quả để ngăn chặn những kẻ xâm nhập.

Một trong những lợi ích của băm là mật khẩu của nó không thể bị sửa đổi, đánh cắp hoặc thay đổi. Điều này là đáng khen ngợi, đặc biệt là khi những kẻ tấn công mạng có thể điều động mật khẩu bằng cách sử dụng các cuộc tấn công bạo lực. Đây là một chương trình mã hóa khóa hiệu quả không thể bị lạm dụng. Nếu mã băm bị đánh cắp, nó sẽ vô dụng vì nó không thể được áp dụng ở bất kỳ nơi nào khác. Chủ sở hữu trang web sử dụng phương pháp này để bảo mật mật khẩu của người dùng của họ.

Hashing hoạt động như thế nào?

Hashing là một hàm mật mã một chiều vì các hàm băm không thể thay đổi được. Đầu ra của hàm băm không cho phép bạn tạo lại nội dung của tệp. Tuy nhiên, nó cho phép bạn biết liệu hai tệp có giống nhau hay không mà không cần biết nội dung của chúng.

Hãy xem cách hoạt động của băm.

1. Thuật toán thông báo-thông báo

Một trong những cách hoạt động của hàm băm là thông qua thuật toán thông báo thông báo. Một phần của các hàm băm dựa vào hàm băm để tạo ra một giá trị duy nhất và một khóa đối xứng duy nhất. Thuật toán này còn được gọi là thuật toán chỉ mã hóa vì nó có thể tạo ra giá trị đặc biệt mà không bao giờ có thể giải mã được.

Thuật toán thông báo thông báo hoạt động bằng cách giúp bạn xử lý một thông báo có độ dài thay đổi thành một đầu ra có độ dài cố định khoảng 128bit. Thông điệp đầu vào này sau đó sẽ được chia thành các phần 512 bit.

2. Xoáy nước

Hashing hoạt động thông qua thuật toán Whirlpool vì nó là một trong những hàm băm. Ban đầu, Whirlpool được gọi là Whirlpool-0, nhưng sau nhiều lần phân chia, nó được biết đến với tên gọi Whirlpool-T, sau đó được gọi là Whirlpool.

Đây là một hàm băm an toàn bằng mật mã và không có điểm yếu nào liên quan đến bí mật băm. Tuy nhiên, sử dụng trực tiếp Whirlpool để băm mật khẩu là không tốt vì nó nhanh và cho phép tin tặc đoán nhiều mật khẩu trong vòng một giây.

Whirlpool hoạt động bằng cách lấy một tin nhắn nhỏ hơn 2256bit và trả nó về bản tóm tắt tin nhắn 512 bit. Nó cũng được sử dụng miễn phí cho bất kỳ mục đích nào.

3. Rivest – Shamir – Adleman (RSA)

Rivest-Shamir-Adleman (RSA) là một trong những thuật toán được sử dụng để băm. Máy tính hiện đại chủ yếu sử dụng nó để mã hóa và giải mã một tin nhắn. Nó là một thuật toán mật mã sử dụng cả khóa công khai và khóa riêng tư, trong đó việc mã hóa được thực hiện trong khóa công khai và giải mã được thực hiện trong khóa cá nhân.

Việc băm hoạt động bằng cách sử dụng RSA vì RSA tạo và xuất bản các khóa riêng tư và khóa công khai dựa trên các số nguyên tố lớn và một giá trị bổ sung. Các số nguyên tố được giữ bí mật. Tin nhắn có thể được bạn mã hóa và giải mã, nhưng chỉ có thể được giải mã nếu bạn biết các số nguyên tố.

4. Thuật toán băm an toàn (SHA)

Thuật toán băm an toàn (SHA) là một họ các hàm mật mã được thiết kế để lưu giữ và lưu trữ dữ liệu. Nó hoạt động bằng cách chuyển đổi dữ liệu bằng cách sử dụng một hàm băm, nhưng nó không thể được chuyển đổi thành dữ liệu ban đầu. Điều này là do nó là một thuật toán bao gồm các hoạt động bit, chức năng nén và bổ sung mô-đun, và nó được sử dụng để mã hóa mật khẩu.

Tận dụng băm để bảo mật dữ liệu

Hashing là một công cụ trong bảo mật máy tính có thể cho bạn biết khi nào hai tệp giống hệt nhau và an toàn để tránh va chạm.

Đôi khi, các tệp có thể trông giống nhau do có cùng chức năng và hành vi nhưng không giống hàm băm. Vì vậy, dựa vào băm để phát hiện là một cách tiếp cận tốt và sẽ đảm bảo rằng dữ liệu của bạn không bị xâm phạm.

Đọc tiếp

Thông tin về các Tác giả