Для чего нужны хеши файла md5, sha-1 и sha-256

Свойства хеша

Алгоритм шифрования MD5 предназначен для осуществления процессов преобразования информации, имеющей разную длину системного кода, который состоят из тридцати двух шестнадцатеричных значений. Также существуют нюансы, благодаря которым пользователь получает гарантии безопасности, исключается возможность атаки, изменение, похищения информации. Например, при использовании разных первоначальных данных хеши разные.

Функция должна быть открыта для исследования ее криптоустойчивости. Хеш создан, чтобы односторонне скрыть файлы, то есть она не предназначена для декодировки. В целях шифрования данных, не требуется мощных ресурсов.

Также к основным свойствам хеш-функции относят то, что на входе передается сообщение, имеющее произвольный размер, а уже в конце преобразований происходит формирование блока данных обязательно с фиксированной длиной. Значения в конце преобразования функции распределяются в равномерном порядке. Если в начале операции изменить один бит, то в итоге тоже произойдет изменение.

Для чего применяется MD5

Технология MD5 используется как один из криптографических методов, при помощи которого не только проверяются на целостность различные данные, но и:

• хранятся онлайн-ключи и пароли;
• создаются веб-идентификаторы и ЭЦП;
• выполняется поиск дублирующихся файлов и многое другое.

MD5 широко применяется при авторизации на различных сайтах. Вводимая пользователями информация считывается в виде отпечатков и хранится в базе данных сайта. Поэтому, даже если злоумышленник и похитит эту базу, он не сможет воспользоваться ею непосредственным образом. Все пароли зашифрованы и представлены дайджестами. Далее я расскажу о расшифровке файла MD5 онлайн сервисами.

Именно для того, чтобы избежать попадания в руки мошенников, многие данные в сети и передаются в зашифрованном виде. Информации присваивается MD5 = (случайное сочетание символов), например MD5 = 214d9a2575bb130ac5f19a8531e6e5f1. Этот набор символов (после “=”) называется “хэш MD5”, или контрольная сумма исчисляемый результат. Служит данный хэш для проверки передаваемых данных на целостность.

Как это происходит?

• При передаче массиву информации, целостность которого нужно проконтролировать, присваивается исходный хэш, исчисляемый при помощи алгоритма MD5;
• результат фиксируется;
• при регулярной или внеплановой проверке происходит сравнение полученной контрольной суммы с исходной;
• результаты совпадают – повода для беспокойства нет, если же они различаются, то это говорит о постороннем вмешательстве и изменении данных.

Свойства хеша

Хэш-функция должна уметь преобразовывать информацию различной длины в код, состоящий из 32 шестнадцатеричных символов. Кроме этого, имеется несколько моментов, позволяющих обезопасить пользователя от постороннего вмешательства и изменения зашифрованной информации:

• если используются различные входные данные, то и результаты исчисления хэша должны заметно отличаться;
• алгоритм функции должен быть открыт для того, чтобы можно было исследовать ее на криптостойкость;
• шифрование хэша производится в одностороннем порядке, то есть никаким способом нельзя по результату вычислить исходную информацию.

Хэш-функция должна использовать минимальные вычислительные ресурсы.

Самостоятельное использование MD5

Здесь существует один интересный момент – при помощи данной функции каждый пользователь может самостоятельно проверить на целостность файл, скачанный из Интернета. Для этого нужно воспользоваться специальными сервисами, к примеру, HashTab implbits.com/products/hashtab. Утилита скачивается и встраивается в свойства файла в виде отдельной вкладки. С помощью HashTab можно воспользоваться несколькими алгоритмами хэширования данных, к тому же сервис находится в свободном доступе для пользователей, применяющих ее в личных целях.

Способы открытия

Рассмотрим программы, которые открывают такой формат.

Способ 1: MD5Summer

Начинает обзор MD5Summer, целью которой является создание и проверка хеша MD5 файлов.

1. Запускаем софт и выбираем папку, где находится MD5 файл. Затем щелкаем на «Verify sums».

В результате откроется окно эксплорера, в котором обозначаем исходный объект и нажимаем «Открыть».

Выполняется процедура верификации, по завершению которой жмем «Close».

Способ 2: Md5Checker

Md5Checker – очередное решение для взаимодействия с рассматриваемым расширением.

1. Запускаем программу и жмем кнопку «Add» на ее панели.

В окне каталога выбираем исходный объект и нажимаем «Открыть».

Файл добавляется и далее можно проводить действия по проверке контрольных сумм.

Способ 3: MD5 Checksum Verifier

MD5 Checksum Verifier – утилита для сверки контрольных сумм дистрибутивов.

1. После запуска софта переходим ко вкладке «Verify check file» и щелкаем по значку с многоточием в поле «Check file».

Открывается Проводник, в котором перемещаемся к необходимой папке, выделяем файл и жмем «Открыть».

Для сверки нажимаем на кнопку «Verify check file». Для выхода из программы надо щелкнуть «Exit».

Способ 4: Smart Projects ISOBuster

Smart Projects ISOBuster предназначен для восстановления данных с поврежденных оптических дисков любого типа и работы с образами. В нем также имеется поддержка MD5.

1. Сначала загружаем подготовленный образ диска в программу. Для этого выбираем пункт «Открыть файл-образ» в «Файл».

Осуществляем переход в каталог с образом, обозначаем его и жмем «Открыть».

Потом жмем по надписи «CD» в левой части интерфейса правой кнопкой мыши и выбираем пункт «Проверить этот образ с помощью контрольного файла MD5» в появившемся меню «Файл с контрольной суммой MD5».

В открывшемся окне отыскиваем файл контрольной суммы загруженного образа, обозначаем его и жмем «Открыть».

Начинается процесс проверки суммы MD5.

По завершении процедуры выводится сообщение «Контрольная сумма образа совпадает».

Способ 5: Блокнот

Просмотр содержимого MD5 файла можно посмотреть стандартным приложением Windows Блокнотом.

1. Запускаем текстовый редактор и нажимаем «Открыть» в меню «Файл».

Открывается окно обозревателя, где двигаемся в нужную директорию, а затем выделяем искомый файл, предварительно выбрав в нижней правой части окна пункт «Все файлы» из выпадающего списка, и кликаем «Открыть».

Открывается содержимое указанного файла, где можно увидеть значение контрольной суммы.

Все рассмотренные приложения открывают формат MD5. MD5Summer, Md5Checker, MD5 Checksum Verifier работают только с рассматриваемым расширением, а Smart Projects ISOBuster может также создавать образы оптических дисков. Для того, чтобы посмотреть содержимое файла достаточно открыть его в Блокноте.

Опишите, что у вас не получилось.
Наши специалисты постараются ответить максимально быстро.

Безопасное использование MD5

Этот способ шифрования – является самым распространенным способом защитить информацию в сфере прикладных исследований, а также в области разработки веб-приложений. Хеш необходимо обезопасить от всевозможных хакерских атак. Одним из действенных способов защиты является «соль». Необходимо прибавить к паролю лишние случайные символы.

Специализированные разделы и функции существуют во многих программных и серверных языках. Создание хеша на языке PHP происходит следующим образом: один из параметров MD5 хеш становится аналогичен значению «соли», а функция Crypt автоматически генерирует это значение. Способ защиты Unix предполагает кодирование подряд почти тысячу раз. Способ «HMAC» предполагает применение специальных ключей.

Комментарии

HMACMD5 — Это тип хэш-алгоритма с ключом, который строится на основе хэш-функции MD5 и используется в качестве код проверки подлинности сообщения на основе хэша (HMAC).HMACMD5 is a type of keyed hash algorithm that is constructed from the Message Digest Algorithm 5 (MD5) hash function and used as a Hash-based Message Authentication Code (HMAC). Процесс HMAC смешивает секретный ключ с данными сообщения, хэширует результат с помощью хэш-функции, применяет хэш-значение с секретным ключом еще раз, а затем применяет хэш-функцию второй раз.The HMAC process mixes a secret key with the message data, hashes the result with the hash function, mixes that hash value with the secret key again, and then applies the hash function a second time. Длина выходного хэша составляет 128 бит.The output hash is 128 bits in length.

HMAC можно использовать для определения того, было ли сообщение, переданное по незащищенному каналу, было изменено при условии, что отправитель и получатель совместно используют секретный ключ.An HMAC can be used to determine whether a message sent over an insecure channel has been tampered with, provided that the sender and receiver share a secret key. Отправитель рассчитывает хэш-значение для исходных данных и отправляет исходные данные и хэш-значение как одно сообщение.The sender computes the hash value for the original data and sends both the original data and hash value as a single message. Получатель повторно вычисляет хэш-значение в полученном сообщении и проверяет, соответствует ли вычисленный код HMAC переданному коду HMAC.The receiver recalculates the hash value on the received message and checks that the computed HMAC matches the transmitted HMAC.

Любое изменение данных или хэш-значения приводит к несовпадению, так как знание секретного ключа требуется для изменения сообщения и воспроизведения правильного хэш-значения.Any change to the data or the hash value results in a mismatch, because knowledge of the secret key is required to change the message and reproduce the correct hash value. Таким образом, если исходные и вычисленные хэш-значения совпадают, сообщение проходит проверку подлинности.Therefore, if the original and computed hash values match, the message is authenticated.

MD5 — это криптографический хэш-алгоритм, разработанный в лабораториях RSA.MD5 is a cryptographic hash algorithm developed at RSA Laboratories. HMACMD5 принимает ключи любого размера и создает хэш-последовательность длиной 128 бит.HMACMD5 accepts keys of any size, and produces a hash sequence that is 128 bits in length.

Из-за конфликта с MD5 корпорация Майкрософт рекомендует использовать SHA256.Due to collision problems with MD5, Microsoft recommends SHA256.

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.

Хеш 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.

Выполните следующую команду, заменив «C:\path\to\file.iso» путём к любому файлу, для которого вы хотите просмотреть хеш:

Get-FileHash C:\path\to\file.iso

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:

Get-FileHash C:\path\to\file.iso -Algorithm MD5

Get-FileHash C:\path\to\file.iso -Algorithm SHA1

Get-FileHash C:\path\to\file.iso -Algorithm SHA256

Get-FileHash C:\path\to\file.iso -Algorithm SHA384

Get-FileHash C:\path\to\file.iso -Algorithm SHA512

Get-FileHash C:\path\to\file.iso -Algorithm MACTripleDES

Get-FileHash C:\path\to\file.iso -Algorithm RIPEMD160

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

Хеш 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:

md5 /path/to/file

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

shasum /path/to/file

shasum -a 1 /path/to/file

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

shasum -a 256 /path/to/file

Хеш 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:

md5sum /path/to/file

sha1sum /path/to/file

sha256sum /path/to/file

Методы

	Освобождает все ресурсы, используемые классом HashAlgorithm.Releases all resources used by the HashAlgorithm class. (Унаследовано от HashAlgorithm)
	Вычисляет хэш-значение для заданного массива байтов.Computes the hash value for the specified byte array. (Унаследовано от HashAlgorithm)
	Вычисляет хэш-значение для заданной области заданного массива байтов.Computes the hash value for the specified region of the specified byte array. (Унаследовано от HashAlgorithm)
	Вычисляет хэш-значение для заданного объекта Stream.Computes the hash value for the specified Stream object. (Унаследовано от HashAlgorithm)
	Асинхронно вычисляет хэш-значение для заданного объекта Stream.Asynchronously computes the hash value for the specified Stream object. (Унаследовано от HashAlgorithm)
	Освобождает все ресурсы, используемые текущим экземпляром класса HashAlgorithm.Releases all resources used by the current instance of the HashAlgorithm class. (Унаследовано от HashAlgorithm)
	Освобождает неуправляемые ресурсы, используемые объектом HMACMD5, а при необходимости освобождает также управляемые ресурсы.Releases the unmanaged resources used by the HMACMD5 and optionally releases the managed resources.
	Освобождает неуправляемые ресурсы, используемые объектом HMAC, и, если допускается изменение ключа, опционально освобождает управляемые ресурсы.Releases the unmanaged resources used by the HMAC class when a key change is legitimate and optionally releases the managed resources. (Унаследовано от HMAC)
	Определяет, равен ли указанный объект текущему объекту.Determines whether the specified object is equal to the current object. (Унаследовано от Object)
	Служит хэш-функцией по умолчанию.Serves as the default hash function. (Унаследовано от Object)
	Возвращает объект Type для текущего экземпляра.Gets the Type of the current instance. (Унаследовано от Object)
	Передает данные из объекта в HMAC-алгоритм для вычисления HMAC.Routes data written to the object into the HMAC algorithm for computing the HMAC.
	Если переопределено в производном классе, передает данные, записанные в объект, в HMAC-алгоритм для вычисления значения HMAC.When overridden in a derived class, routes data written to the object into the HMAC algorithm for computing the HMAC value. (Унаследовано от HMAC)
	Передает данные из объекта в HMAC-алгоритм для вычисления HMAC.Routes data written to the object into the HMAC algorithm for computing the HMAC.
	Передает данные из объекта в HMAC-алгоритм для вычисления HMAC.Routes data written to the object into the HMAC algorithm for computing the HMAC. (Унаследовано от HMAC)
	Завершает вычисление HMAC после обработки последних данных алгоритмом.Finalizes the HMAC computation after the last data is processed by the algorithm.
	Если переопределено в производном классе, завершает вычисление HMAC после обработки последних данных алгоритмом.When overridden in a derived class, finalizes the HMAC computation after the last data is processed by the algorithm. (Унаследовано от HMAC)
	Сбрасывает хэш-алгоритм в исходное состояние.Resets the hash algorithm to its initial state.
	Инициализирует новый экземпляр реализации по умолчанию класса HMAC.Initializes an instance of the default implementation of HMAC. (Унаследовано от HMAC)
	Создает неполную копию текущего объекта Object.Creates a shallow copy of the current Object. (Унаследовано от Object)
	Возвращает строку, представляющую текущий объект.Returns a string that represents the current object. (Унаследовано от Object)
	Вычисляет хэш-значение для заданной области входного массива байтов и копирует указанную область входного массива байтов в заданную область выходного массива байтов.Computes the hash value for the specified region of the input byte array and copies the specified region of the input byte array to the specified region of the output byte array. (Унаследовано от HashAlgorithm)
	Вычисляет хэш-значение для заданной области заданного массива байтов.Computes the hash value for the specified region of the specified byte array. (Унаследовано от HashAlgorithm)
	Пытается вычислить хэш-значение для заданного массива байтов.Attempts to compute the hash value for the specified byte array. (Унаследовано от HashAlgorithm)
	Пытается завершить вычисление HMAC после обработки последних данных алгоритмом HMAC.Attempts to finalize the HMAC computation after the last data is processed by the HMAC algorithm.
	Пытается завершить вычисление HMAC после обработки последних данных алгоритмом HMAC.Attempts to finalize the HMAC computation after the last data is processed by the HMAC algorithm. (Унаследовано от HMAC)

История

В 1993 году Берт ден Бур (Bert den Boer) и Антон Босселарс (Antoon Bosselaers) показали, что в алгоритме возможны псевдоколлизии, когда разным инициализирующим векторам соответствуют одинаковые дайджесты для входного сообщения.

В 1996 году Ганс Доббертин (Hans Dobbertin) объявил о коллизии в алгоритме, и уже в то время было предложено использовать другие алгоритмы хеширования, такие как Whirlpool, SHA-1 или RIPEMD-160.

Из-за небольшого размера хеша в 128 бит можно рассматривать birthday-атаки. В марте 2004 года был запущен проект MD5CRK с целью обнаружения уязвимостей алгоритма, используя birthday-атаки. Проект MD5CRK закончился 17 августа 2004 года, когда Ван Сяоюнь (Wang Xiaoyun), Фэн Дэнго (Feng Dengguo), Лай Сюэцзя (Lai Xuejia) и Юй Хунбо (Yu Hongbo) обнаружили уязвимости в алгоритме.

1 марта 2005 года Арьен Ленстра, Ван Сяоюнь и Бенне де Вегер продемонстрировали построение двух документов X.509 с различными открытыми ключами и одинаковым хешем MD5.

18 марта 2006 года исследователь Властимил Клима (Vlastimil Klima) опубликовал алгоритм, который может найти коллизии за одну минуту на обычном компьютере, метод получил название «туннелирование».

В конце 2008 года US-CERT призвал разработчиков программного обеспечения, владельцев веб-сайтов и пользователей прекратить использовать MD5 в любых целях, так как исследования продемонстрировали ненадёжность этого алгоритма.

24 декабря 2010 года Тао Се (Tao Xie) и Фэн Дэнго (Feng Dengguo) впервые представили коллизию сообщений длиной в один блок (512 бит).
Ранее коллизии были найдены для сообщений длиной в два блока и более. Позднее Марк Стивенс (Marc Stevens) повторил успех, опубликовав блоки с одинаковым хешем MD5, а также алгоритм для получения таких коллизий.

Криптоанализ Править

На данный момент существуют несколько видов «взлома» хешей MD5 — подбора сообщения с заданным хешем:

• Перебор по словарю
• RainbowCrack

RainbowCrack — новый вариант взлома хеша. Он основан на генерировании большого количества хешей из набора символов, и потом по этой базе можно вести поиск заданного хеша. Хотя генерация хешей занимает недели, зато последующий взлом производится за считанные минуты. Rainbow-таблицы можно найти, а можно сгенерировать самому.

Коллизия хеш-функции — это получение одинакового значения функции для разных сообщений и идентичного начального буфера. Природа таких коллизий кроется в размере хеша. При своей длине в 128 бит, он имеет $ 2^{128} $ различных дайджестов и для сообщений большей длины чем 128, коллизии просто неизбежны. Существуют еще так называемые псевдоколлизии, когда для разного значения начального буфера получаются одинаковые значения хеша, при этом сообщения могут совпадать или отличаться. Вскоре после создания алгоритма такие коллизии были обнаружены.

A = 0x12AC2375
В = 0x3B341042
C = 0x5F62B97C
D = 0x4BA763ED

и задать входное сообщение

AA1DDABE	D97ABFF5	BBF0E1C1	32774244
1006363E	7218209D	E01C136D	9DA64D0E
98A1FB19	1FAE44B0	236BB992	6B7A779B
1326ED65	D93E0972	D458C868	6B72746A

то, добавляя число $ 2^9 $ к определенному 32-разрядному слову в блочном буфере, можно получить второе сообщение с таким же хешем. Ханс Доббертин представил такую формулу:
$ L2_i=\left\{\begin{matrix} L1_i, i < 16, i!=14; \\L1_i + 2^9, i = 14. \end{matrix}\right. $

Тогда MD5(IV, L1) = MD5(IV, L2) = BF90E670752AF92B9CE4E3E1B12CF8DE.

d131dd02c5e6eec4693d9a0698aff95c	2fcab58712467eab4004583eb8fb7f89
55ad340609f4b30283e488832571415a	085125e8f7cdc99fd91dbdf280373c5b
d8823e3156348f5bae6dacd436c919c6	dd53e2b487da03fd02396306d248cda0
e99f33420f577ee8ce54b67080a80d1e	c69821bcb6a8839396f9652b6ff72a70

и

d131dd02c5e6eec4693d9a0698aff95c	2fcab50712467eab4004583eb8fb7f89
55ad340609f4b30283e4888325f1415a	085125e8f7cdc99fd91dbd7280373c5b
d8823e3156348f5bae6dacd436c919c6	dd53e23487da03fd02396306d248cda0
e99f33420f577ee8ce54b67080280d1e	c69821bcb6a8839396f965ab6ff72a70

Каждый их этих блоков дает MD5 хеш равный 79054025255fb1a26e4bc422aef54eb4.

Метод Сяоюнь Вана и Хунбо Ю Править

позволяет для заданного инициализирующего вектора найти две пары $ M,M’ $ и $ N,N’ $, такие что $ f(f(s,M),M’)=f(f(s,N),N’) $

Важно отметить, что этот метод работает для любого инициализирующего вектора, а не только для вектора используемого по стандарту.. Применение этой атаки к MD4 позволяет найти коллизию меньше чем за секунду

Она также применима к другим хеш-функциям, таким как RIPEMD и HAVAL.

Применение этой атаки к MD4 позволяет найти коллизию меньше чем за секунду. Она также применима к другим хеш-функциям, таким как RIPEMD и HAVAL.

Алгоритм MD5

На вход алгоритма поступает входной поток данных, хеш которого необходимо найти. Длина сообщения может быть любой (в том числе нулевой). Запишем длину сообщения в L. Это число целое и неотрицательное. Кратность каким-либо числам необязательна. После поступления данных идёт процесс подготовки потока к вычислениям.

Ниже приведены 5 шагов алгоритма:

Шаг 1. Выравнивание потока

Сначала дописывают единичный бит в конец потока(байт 0x80), затем необходимое число нулевых бит.
Входные данные выравниваются так, чтобы их новый размер L’ был сравним с 448 по модулю 512 (L’ = 512 × N + 448).
Выравнивание происходит, даже если длина уже сравнима с 448.

Шаг 2. Добавление длины сообщения

В оставшиеся 64 бита дописывают 64-битное представление длины данных (количество бит в сообщении) до выравнивания. Сначала записывают младшие 4 байта. Если длина превосходит 264−1{\displaystyle 2^{64}-1}, то дописывают только младшие биты. После этого длина потока станет кратной 512. Вычисления будут основываться на представлении этого потока данных в виде массива слов по 512 бит.

Шаг 3. Инициализация буфера

Для вычислений инициализируются 4 переменных размером по 32 бита и задаются начальные значения шестнадцатеричными числами (шестнадцатеричное представление, сначала младший байт):

А = 01 23 45 67;
В = 89 AB CD EF;
С = FE DC BA 98;
D = 76 54 32 10.

В этих переменных будут храниться результаты промежуточных вычислений. Начальное состояние ABCD называется инициализирующим вектором.

Определим ещё функции и константы, которые нам понадобятся для вычислений.

Потребуются 4 функции для четырёх раундов. Введём функции от трёх параметров — слов, результатом также будет слово.

1 раунд FunF(X,Y,Z)=(X∧Y)∨(¬X∧Z){\displaystyle Fun F(X,Y,Z) = (X\wedge{Y}) \vee (\neg{X} \wedge{Z})}.

2 раунд FunG(X,Y,Z)=(X∧Z)∨(¬Z∧Y){\displaystyle Fun G(X,Y,Z) = (X\wedge{Z}) \vee (\neg{Z} \wedge{Y})}.

3 раунд FunH(X,Y,Z)=X⊕Y⊕Z{\displaystyle Fun H(X,Y,Z) = X \oplus Y \oplus Z}.

4 раунд FunI(X,Y,Z)=Y⊕(¬Z∨X){\displaystyle Fun I(X,Y,Z) = Y \oplus (\neg{Z} \vee X)}.

• Определим таблицу констант T — 64-элементная таблица данных, построенная следующим образом: Ti=int(4294967296∗|sin(i)|){\displaystyle T=int(4294967296*|sin(i)|)}, где 4294967296=232{\displaystyle 4294967296 = 2^{32}}. Иными словами, в таблице представлены по 32 бита после десятичной запятой от значений функции sin.
• Выровненные данные разбиваются на блоки (слова) по 32 бита, и каждый блок проходит 4 раунда из 16 операторов. Все операторы однотипны и имеют вид: , определяемый как a=b+((a+Fun(b,c,d)+Xk+Ti)<<<s){\displaystyle a = b + ((a + Fun(b, c, d) + X + T) <<< s)}, где X — блок данных. X = M , где k — номер 32-битного слова из n-го 512-битного блока сообщения, и s — циклический сдвиг влево на s бит полученого 32-битного аргумента.

Шаг 4. Вычисление в цикле

Заносим в блок данных элемент n из массива. Сохраняются значения A, B, C и D, оставшиеся после операций над предыдущими блоками (или их начальные значения, если блок первый).

AA = A

BB = B

CC = C

DD = D

Раунд 1

/* a = b + ((a + F(b,c,d) + X + T) <<< s). */

Раунд 2

/* a = b + ((a + G(b,c,d) + X + T) <<< s). */

Раунд 3

/* a = b + ((a + H(b,c,d) + X + T) <<< s). */

Раунд 4

/* a = b + ((a + I(b,c,d) + X + T) <<< s). */

Суммируем с результатом предыдущего цикла:

A = AA + A
B = BB + B
C = CC + C
D = DD + D

После окончания цикла необходимо проверить, есть ли ещё блоки для вычислений. Если да, то изменяем номер элемента массива (n++) и переходим в начало цикла.

Шаг 5. Результат вычислений

Результат вычислений находится в буфере ABCD, это и есть хеш. Если выводить побайтово начиная с младшего байта A и закончив старшим байтом D, то мы получим MD5 хеш.

Сравнение MD5 и MD4

Алгоритм MD5 происходит от MD4. В новый алгоритм добавили ещё один раунд, теперь их стало 4 вместо 3 в MD4. Добавили новую константу для того, чтобы свести к минимуму влияние входного сообщения, в каждом раунде на каждом шаге и каждый раз константа разная, она суммируется с результатом F и блоком данных. Изменилась функция G = XZ v (Y not(Z)) вместо (XY v XZ v YZ). Результат каждого шага складывается с результатом предыдущего шага, из-за этого происходит более быстрое изменение результата. Изменился порядок работы с входными словами в раундах 2 и 3.

Различия в скорости работы представлены в таблице:

Таблица сравнения скоростей

	MD5	MD4
RFC	2,614 сек	37 359 Кб/с	2,574 сек	37 940 Кб/с
OpenSSL	1,152 сек	84 771 Кб/с	0,891 сек	109 603 Кб/с

Популярные хеш-функции Python

Некоторые часто используемые хеш-функции:

• MD5: Алгоритм производит хеш со значением в 128 битов. Широко используется для проверки целостности данных. Не подходит для использования в иных областях по причине уязвимости в безопасности MD5.
• SHA: Группа алгоритмов, что были разработаны NSA Соединенных Штатов. Они являются частью Федерального стандарта обработки информации США. Эти алгоритмы широко используются в нескольких криптографических приложениях. Длина сообщения варьируется от 160 до 512 бит.

Модуль , включенный в стандартную библиотеку Python, представляет собой модуль, содержащий интерфейс для самых популярных алгоритмов хеширования. реализует некоторые алгоритмы, однако, если у вас установлен OpenSSL, также может использовать эти алгоритмы.

Данный код предназначен для работы в Python 3.5 и выше. При желании запустить эти примеры в Python 2.x, просто удалите вызовы и .

Сначала импортируется модуль :

Python

import hashlib

1	importhashlib

Теперь для списка доступных алгоритмов используются и .

Python

print(hashlib.algorithms_available)
print(hashlib.algorithms_guaranteed)

1 2	print(hashlib.algorithms_available) print(hashlib.algorithms_guaranteed)

Метод создает список всех алгоритмов, доступных в системе, включая те, что доступны через OpenSSl. В данном случае в списке можно заметить дубликаты названий. перечисляет только алгоритмы модуля. Всегда присутствуют , , , , , .

Средства платформы

В версии платформы 8.3 наконец-то был реализован штатный механизм хеширования данных, который позволяет хешировать строки и файлы при помощи алгоритмов MD5, SHA1, SHA256 и CRC32.

Делается это просто:

&НаКлиенте
Процедура Хеширование(Команда)
Сообщить(MD5ХешСтрока(ТестСтрока));
Сообщить(MD5ХешФайл(ИмяФайла));
КонецПроцедуры

&НаСервере
Функция MD5ХешСтрока(тСтрока)
Хеш = Новый ХешированиеДанных(ХешФункция.MD5);

Хеш.Добавить(тСтрока);

Возврат Хеш.ХешСумма;
КонецФункции

&НаСервере
Функция MD5ХешФайл(тСтрока)
Хеш = Новый ХешированиеДанных(ХешФункция.MD5);

Хеш.ДобавитьФайл(тСтрока);

Возврат Хеш.ХешСумма;
КонецФункции

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

&НаКлиенте Процедура Хеширование(Команда) Сообщить(MD5ХешСтрока(ТестСтрока)); Сообщить(MD5ХешФайл(ИмяФайла)); КонецПроцедуры   &НаСервере Функция MD5ХешСтрока(тСтрока) Хеш = Новый ХешированиеДанных(ХешФункция.MD5); Хеш.Добавить(тСтрока); Возврат Хеш.ХешСумма; КонецФункции   &НаСервере Функция MD5ХешФайл(тСтрока) Хеш = Новый ХешированиеДанных(ХешФункция.MD5); Хеш.ДобавитьФайл(тСтрока); Возврат Хеш.ХешСумма; КонецФункции

Если же использовать этот штатный механизм Вы по каким-либо причинам не можете, то ниже Вы найдете еще несколько способов, один из которых наверняка Вам подойдет.

История и уязвимости MD5

MD5 был изобретен Рональдом Ривестом, но это только один из трех его алгоритмов. Первой хэш-функцией, которую он разработал, была MD2 в 1989 году, которая была построена для 8-битных компьютеров. Хотя MD2 все еще используется, он не предназначен для приложений, которым требуется высокий уровень безопасности, поскольку было показано, что он уязвим для различных атак.

Затем MD2 был заменен на MD4 в 1990 году. MD4 был создан для 32-разрядных машин и был намного быстрее, чем MD2, но, как было установлено, имел слабые стороны, и в настоящее время он считается устаревшим в Internet Engineering Task Force. MD5 был выпущен в 1992 году и был также построен для 32-битных машин. MD5 не так быстр, как MD4, но считается более безопасным, чем предыдущие реализации MDx.

Хотя MD5 более безопасен, чем MD2 и MD4, другие криптографические хеш-функции, такие как SHA-1, были предложены в качестве альтернативы, так как было показано, что MD5 также имеет недостатки безопасности .

У Института разработки программного обеспечения Университета Карнеги-Меллона есть что сказать о MD5:

Проверить сумму MD5 на Mac

Если вы пользователь Mac, выполните следующие действия, чтобы сравнить сумму MD5. Чтобы иметь возможность сравнивать значения, вы должны иметь исходную контрольную сумму.

1. Когда загрузка закончится, вам будет предложено установить программу. Теперь вы можете начать проверять суммы MD5 на вашем компьютере.
2. Запишите местоположение загруженного файла, который необходимо проверить.
3. Перейдите к этому файлу и щелкните его правой кнопкой мыши. Затем щелкните левой кнопкой мыши на Свойства .
4. В окне «Свойства» вы увидите новую вкладку «Хэши файлов» . Щелкните левой кнопкой мыши по нему.
5. Выполнение этого вычислит значение хеш-функции файла.

Если значения, предоставленные разработчиком и вычисленные на вашем компьютере, совпадают, файл безопасен для использования. Если вы обнаружите какие-либо несоответствия, файл может быть поврежден.

Проблемы надежности MD5

Казалось бы, такая характеристика MD5 должна обеспечивать 100% гарантии неуязвимости и сохранения данных. Но даже этого оказалось мало. В ходе проводимых исследований учеными был выявлен целый ряд прорех и уязвимостей в этом уже распространенном на тот момент алгоритме. Основной причиной слабой защищенности MD5 значится относительно легкое нахождение коллизий при шифровании.

Под коллизией понимают возможность получения одинакового результата вычислений хеш-функции при разных входных значениях.

Проще говоря, чем больше вероятность нахождения коллизий, тем надежность используемого алгоритма ниже. Вероятность нахождения коллизий при шифровании более надежными хеш-функциями практически сводится к 0.

То есть большая вероятность расшифровки паролей MD5 значится основной причиной отказа от использования этого алгоритма. Многие криптологи (специалисты по шифрованию данных) связывают низкую надежность MD5 с малой длиной получаемого хеш-кода.

Область применения алгоритма хеширования:

• Проверка целостности файлов, полученных через интернет – многие инсталляционные пакеты прог снабжены хеш-кодом. Во время активации приложения его значение сравнивается со значением, расположенным в базе данных разработчика;
• Поиск в файловой системе продублированных файлов – каждый из файлов снабжен своим хеш-кодом. Специальное приложение сканирует файловую систему компа, сравнивая между собой хеши всех элементов. При обнаружении совпадения утилита оповещает об этом пользователя или удаляет дубликат. Одной из подобных прог значится Duplifinder:
• Для хеширования паролей – в семействе операционных систем UNIX каждый юзер системы имеет свой замечательный пароль, для защиты которого используется хеширование на основе MD5. Некоторые системы на основе Линукс также пользуются этим методом шифрования паролей.