1. Verifica l'integrità dei dati:
* Rilevamento delle modifiche: Le funzioni di hash prendono i dati di input di qualsiasi dimensione e producono un output di dimensioni fisse, chiamato hash o digest. Anche una piccola modifica nei dati di input comporterà un valore di hash drasticamente diverso. Ciò li rende eccellenti per rilevare modifiche accidentali o intenzionali ai dati.
* Download di file di controllo: I siti Web spesso forniscono l'hash di un file scaricabile (ad esempio, utilizzando SHA-256). Dopo aver scaricato il file, gli utenti possono calcolare il proprio hash utilizzando un'utilità hash e confrontarlo con l'hash pubblicato. Se gli hash corrispondono, conferma che il file non è stato corrotto o manomesso durante il download.
* Integrità del database: Gli hash possono essere utilizzati per rilevare modifiche non autorizzate ai record del database. L'hash di un record (o una serie di record) può essere archiviato separatamente. Il ricalcolo periodico e il confronto con l'hash immagazzinato possono identificare eventuali incoerenze.
* Sistemi di controllo della versione: Sistemi come GIT usano ampiamente gli hash per tenere traccia delle modifiche a file e directory, consentendo una versione e una collaborazione efficienti.
2. Sicurezza della password:
* Presentazione di password in modo sicuro: Invece di archiviare le password direttamente in un database, che sarebbe disastroso se il database fosse compromesso, i siti Web archiviano l'hash della password. Quando un utente cerca di accedere, il sito Web ha la password inserita e la confronta con l'hash memorizzato. Se gli hash corrispondono, l'autenticazione ha successo.
* Salting: Per migliorare ulteriormente la sicurezza della password, un "sale" casuale viene spesso aggiunto alla password prima dell'hashing. Ciò rende più difficile per gli aggressori utilizzare tabelle pre-computate di hash (tabelle arcobaleno) per rompere le password, anche se ottengono l'accesso al database di hash password.
* Recupero della password: Mentre gli hash proteggono le password, sono funzioni a senso unico. Non è possibile invertire un hash per ottenere la password originale. I processi di recupero della password in genere comportano il ripristino della password, non il recupero di quella vecchia.
3. Firme digitali:
* Documenti di autenticazione: Una firma digitale utilizza la crittografia per vincolare un documento o un messaggio a una persona o entità specifica. Implica spesso di hashing del documento, quindi crittografando l'hash con la chiave privata del mittente. Il destinatario può quindi decrittografare l'hash crittografato utilizzando la chiave pubblica del mittente e confrontarlo con l'hash che calcolano dal documento ricevuto. Se gli hash corrispondono, dimostra l'identità del mittente e che il documento non è stato modificato.
* Integrità del software: I fornitori di software utilizzano le firme digitali per garantire che il software scaricato sia autentico e non sia stato manomesso.
4. Strutture di dati:
* Tabelle hash: Le funzioni di hash sono fondamentali per le tabelle di hash, che sono strutture di dati che forniscono ricerche molto veloci (caso medio). Funzionano utilizzando l'hash di una chiave per determinare dove archiviare il valore associato.
* Indirizzamento del contenuto: I sistemi distribuiti, come IPF, utilizzano l'indirizzo del contenuto, in cui i file sono identificati dal loro hash. Ciò garantisce che se il contenuto cambia, l'indirizzo (hash) cambia anche, consentendo un'archiviazione e un recupero efficienti.
Proprietà chiave delle buone funzioni di hash:
* deterministico: Lo stesso input produce sempre lo stesso output.
* efficiente dal punto di vista computazionale: Dovrebbe essere veloce calcolare l'hash.
* Resistenza preimage (unidirezionale): Dovrebbe essere computazionalmente impossibile trovare l'input che produce un determinato hash.
* Seconda resistenza preimage: Dato un input e il suo hash, dovrebbe essere computazionalmente impossibile trovare un input diverso che produce lo stesso hash.
* Resistenza alla collisione: Dovrebbe essere computazionalmente impossibile trovare due input diversi che producono lo stesso hash. Mentre le collisioni sono teoricamente possibili (perché lo spazio di input è molto più grande dello spazio di output), una buona funzione hash dovrebbe renderle estremamente rare.
Esempi di algoritmi di hash comuni:
* md5: (Message Digest 5) - considerato crittograficamente rotto e non deve essere utilizzato per applicazioni sensibili alla sicurezza a causa della vulnerabilità alle collisioni.
* sha-1: (Algoritmo hash sicuro 1) - anche considerato crittograficamente indebolito e dovrebbe essere evitato per nuove applicazioni.
* Famiglia SHA-2 (SHA-256, SHA-384, SHA-512): Più sicuri di MD5 e SHA-1 e ampiamente utilizzati per firme digitali, hashing della password e controlli di integrità dei dati. SHA-256 è una scelta comune.
* sha-3: (Kecak) - Uno standard di funzione hash più recente che offre diversi principi di progettazione rispetto a SHA -2.
* bcrypt, scrypt, argon2: Progettato specificamente per hashing password. Sono computazionalmente costosi (lenti), rendendoli più resistenti agli attacchi a forza bruta.
In sintesi, gli hash di computer sono uno strumento fondamentale per garantire la sicurezza e l'integrità dei dati. Fornendo un'impronta digitale unica di dati, ci consentono di rilevare modifiche, proteggere le password, autenticare documenti e creare strutture di dati efficienti. La scelta dell'algoritmo di hash giusto è cruciale, considerando le sue proprietà di sicurezza e l'applicazione specifica.
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