Hash là gì? Tổng hợp các loại Hàm Băm phổ biến với đặc điểm và cách sử dụng hiệu quả

Hash là gì? Thuật ngữ này đã được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực bảo mật hệ thống. Vậy kỹ thuật Hash có nguyên lý hoạt động như thế nào? Cách phân loại hàm băm ra sao? Mời bạn cùng FPT Shop theo dõi bài viết bên dưới để cập nhật đáp án cần biết!

Giới thiệu khái quát về Hash – Hàm băm

Định nghĩa Hash là gì?

Hash (hay còn được gọi là hàm Hash) là một thuật ngữ trong lĩnh vực khoa học máy tính và mật mã học. Cụm từ này đề cập đến việc chuyển đổi dữ liệu thành một hàm băm giá trị (giá trị băm) thông qua hàm cụ thể và quá trình này được gọi là "băm". 

Mục đích chính của hàm băm là tạo ra một mã số duy nhất cho đầu dữ liệu vào sao cho bất kỳ sự thay đổi nhỏ nào trong đầu vào dữ liệu cũng sẽ tạo ra một hàm băm giá trị khác.

Hàm băm thường được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác như cách kiểm tra toàn bộ dữ liệu, lưu trữ mật khẩu an toàn, xác thực dữ liệu và trong các thuật toán tìm kiếm và sắp xếp dữ liệu. Các hàm băm phổ biến bao gồm MD5, SHA-1, SHA-256 và SHA-512.

Hàm băm mật mã là gì?

Hàm băm mật mã là công cụ quan trọng trong lĩnh vực mã hóa học và an ninh thông tin. Mục tiêu chính của mã hóa hàm băm là tạo ra loại hàm băm duy nhất có giá trị cao nhất từ ​​đầu vào dữ liệu. Người thực hiện có thể tìm ra đầu vào dựa trên hàm băm giá trị cơ bản. Hàm mã hóa băm cần đáp ứng các yêu cầu cơ bản sau:

• Bất kỳ giám sát nào: Không thể dựa vào hàm băm giá trị để tìm gốc dữ liệu hoặc các dữ liệu khác có cùng hàm băm giá trị.
• Tính ngẫu nhiên: Mọi thay đổi nhỏ trong đầu vào dữ liệu cần tạo ra một giá trị băm khác biệt.
• Tính không đụng độ (kháng va chạm): Điều này đảm bảo rằng việc tìm ra hai đầu vào mà có cùng giá trị băm là không thể hoặc rất khó khăn.

Các hàm băm phổ biến mã hóa thuật toán bao gồm MD5, SHA-1, SHA-256 và SHA-512. Tuy nhiên, một số trong vài loại hàm này đã được phát hiện có các ổ bảo mật kém chất lượng và không được coi là an toàn cho yêu cầu mã hóa đích mật mã.

Tổng hợp các hàm Hash thông dụng

MD5

MD5 (Message-Digest Algorithm 5) là một trong những thuật toán hàm băm phổ biến nhất. Nền tảng tạo ra một giá trị băm 128-bit (16 byte) từ đầu vào dữ liệu có độ dài bất kỳ.

Tính đến nay, MD5 không còn được coi là an toàn cho các ứng dụng mật mã hóa quan trọng do nhiều lỗ hổng bảo mật đã được phát hiện. Cụ thể, việc tìm ra hai đầu vào mà có cùng giá trị băm đã trở nên khá dễ dàng với sự phát triển của công nghệ và sức mạnh tính toán hiện đại. Điều này đặt ra mối lo ngại về tính không đụng độ của MD5 và làm mất đi tính an toàn của thuật toán trong các ứng dụng phức tạp.

Một số ứng dụng có thể sử dụng MD5 để tạo mã thông báo (checksum) để kiểm tra tính toàn vẹn của tệp tin hoặc các trường hợp không yêu cầu mức độ an toàn cao. Tuy nhiên, trong một số trường hợp thì việc sử dụng MD5 có thể gây ra rủi ro về bảo mật dữ liệu. Do đó,các thuật toán hàm băm như SHA-256 hoặc SHA-512 được ưu tiên hơn do tính an toàn và độ tin cậy cao hơn.

SHA-1

Hàm băm SHA-1 (Thuật toán băm an toàn 1) là một trong các biến phổ hàm toán học thuật toán được sử dụng rộng rãi trong thực tế. Được thiết kế bởi Cơ quan An ninh Quốc gia Hoa Kỳ (NSA), SHA-1 tạo ra một hàm băm giá trị 160 bit (20 byte) từ một đầu vào dữ liệu có độ dài bất kỳ.

SHA-1 đã được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau để xác thực mật khẩu cho ký hiệu điện tử và kiểm tra tính toàn vẹn của tệp để bảo vệ thông tin trong mạng môi trường.

Tuy nhiên, từ năm 2010, SHA-1 không còn được coi là an toàn do nhiều ổ bảo mật đã được phát hiện, làm giảm tính tin cậy của thuật toán trong việc chống lại các cuộc tấn công ngày nay. Cụ thể, các nghiên cứu đã chỉ ra khả năng tìm ra va chạm trong quá trình tạo giá trị băm với mức độ tính toán không quá lớn.

Mặc dù vẫn có một số ứng dụng tích hợp SHA-1 nhưng trong nhiều trường hợp, nó vẫn không hiệu quả. Đây chính là lý do cho thấy các hàm băm mạnh hơn như SHA-256, SHA-384 và SHA-512 được ưu tiên hơn do tính an toàn và độ tin cậy cao hơn.

SHA-2

Hàm băm SHA-2 (Thuật toán băm an toàn 2) là một mã hóa băm thuật toán được thiết kế bởi Cơ quan An ninh Quốc gia Hoa Kỳ (NSA) và được công bố lần đầu vào năm 2001. SHA-2 phát triển với nhiều phiên bản khác nhau với độ dài của hàm băm giá trị, bao gồm SHA-224, SHA-256, SHA-384, SHA-512, SHA-512/224 và SHA-512/256. Mỗi phiên bản tạo ra một hàm băm giá trị với bit độ dài khác nhau tùy thuộc vào đặc điểm cụ thể.

Các thuật toán thuật toán trong SHA-2 được thiết kế để gia tăng mức độ an toàn cao và không vi phạm quy định, từ đó nó có thể tìm ra hai đầu vào có cùng hàm băm giá trị. Trong đó, SHA-256 và SHA-512 đang được coi là an toàn và phổ biến trong nhiều ứng dụng an ninh thông tin ngày nay.

SHA-256 tạo ra một giá trị băm 256 bit (32 byte), SHA-512 tạo ra một giá trị băm 512 bit (64 byte). Nói chung, SHA-256 và SHA-512 cung cấp mức độ an toàn cao hơn so với cũ hàm băm thuật toán như MD5 và SHA-1.

Mặc dù SHA-2 vẫn được coi là an toàn đối với hầu hết các ứng dụng nhưng với sự tiến bộ của công nghệ tính toán hiện nay, SHA-3 đã được phát triển nhằm nâng cấp tính không bảo mật và an toàn. Tùy vào nhu cầu áp dụng, SHA-2 vẫn là một lựa chọn mạnh mẽ và an toàn cho nhiều ứng dụng an ninh thông tin hiện nay.

Tính ứng dụng cơ bản của Hash

Hash được sử dụng để thực hiện nhiều chức năng quan trọng trong lĩnh vực khoa học máy tính và an ninh thông tin. Dưới đây là một số ứng dụng chính của việc sử dụng Hash:

Kiểm tra tính toàn vẹn dữ liệu

Một trong những ứng dụng quan trọng nhất của Hash là kiểm tra tính toàn vẹn của dữ liệu. Bằng cách tạo ra một giá trị Hash cho dữ liệu ban đầu, người dùng có thể sử dụng giá trị Hash này để kiểm tra xem dữ liệu đã bị thay đổi hay không. Bất kỳ thay đổi nào trong dữ liệu đầu vào cũng sẽ tạo ra một giá trị Hash khác.

Bảo mật mật khẩu

Trong lĩnh vực bảo mật, Hash thường được sử dụng để lưu trữ mật khẩu một cách an toàn. Thay vì lưu trữ mật khẩu trực tiếp, hệ thống sẽ lưu trữ giá trị Hash của mật khẩu. Khi người dùng nhập mật khẩu, hệ thống sẽ tạo ra giá trị Hash từ mật khẩu nhập vào và so sánh với giá trị Hash đã lưu trữ để xác thực.

Xác thực dữ liệu

Trong quá trình truyền dữ liệu qua mạng, Hash được sử dụng để xác thực tính toàn vẹn của dữ liệu. Bằng cách gửi kèm giá trị Hash của dữ liệu, bên nhận có thể kiểm tra xem dữ liệu đã được truyền đi mà không bị thay đổi trong quá trình truyền tải.

Tìm kiếm và sắp xếp dữ liệu

Các giá trị Hash cũng được sử dụng để tìm kiếm và sắp xếp dữ liệu trong các cơ sở dữ liệu lớn. Các giá trị Hash này có thể giúp cải thiện hiệu suất trong việc tìm kiếm và truy xuất dữ liệu.

Tạm kết

Như vậy là bạn đọc đã giải quyết được câu hỏi Hash là gì sau khi theo dõi bài viết trên. Mong rằng bạn đã hiểu về đặc điểm và cách sử dụng hàm băm hiệu quả. Hãy lựa chọn loại Hash phù hợp cho công việc để khai thác tối đa giá trị của nó.

Xem thêm:

• Tìm hiểu Coin là gì? Điểm giống và khác nhau giữa Coin và Token trong Crypto
• Meme coin là gì? Tổng hợp 5 loại Meme coin được đánh giá tiềm năng nhất theo vốn hóa

FPT Shop là nơi cung cấp nhiều dòng điện thoại, máy tính và máy tính bảng có chất lượng cao. Khi bạn mua sản phẩm tại đây sẽ được lựa chọn nhiều mẫu mã với giá cả phải chăng, ưu đãi tuyệt vời, dịch vụ chăm sóc khách hàng tận tâm…

• Laptop