Алгоритм шифрования md5: Принцип и реализация алгоритма MD5

Содержание

плюсы и минусы алгоритма хеширования

MD5 — алгоритм, созданный ученым Рональдом Р.Ривестом в 90-х годах XX века, занимавшимся исследованиями в МТИ. Относится к видам хеширования

Содержание

Что такое MD5
Проблемы надежности MD5
Какими средствами возможно декодирование хеш кода MD5
Безопасное использование MD5
Для чего применяется MD5
Свойства хеша
Самостоятельное использование MD5

Что такое MD5

Шифрование MD5 — это способ хеширования предполагающий создание «оттисков» или «сумм» для последующего процесса проверки их на подлинность. Таким образом, можно проверить, сохранилась ли информация в целостности.

Внимание! 128-битный способ хеширования позволяет хранить пароли.

Хеш-сумма – это запись значения в шестнадцатеричном виде. MD5 – система построена по подобному типу. Предыдущим алгоритмом являлся MD4, однако он был не так надежен, поэтому был заменен более совершенным. При его работе осуществляется процесс преобразования первоначальной информации по определенному порядку в битную строчку определенного размера в шестнадцатеричной системе исчисления величин. Таким образом, хеш-код, хеш, хеш-сумма являются сходными понятиями.

Механизм работы MD5 заключаете в следующем. Поток информации, поступающий на устройство, проходит процесс хеширования, состоящий из пяти этапов:

Поток данных подвергается обязательному выравниванию. Единичный бит добавляется в конец списка. Затем добавляются нулевые биты, чтобы длина линии информации была сопоставима с 448. То есть информация представляется в виде такого уравнения: L = 512 x N + 448. Этот процесс происходит, даже если размер уже сопоставим с текущим значением.
Затем в сообщение добавляется 64 бита. Вначале идут 4 младших байта, затем старшие. На данном этапе протяженность потока должна быть кратна 512.
Процесс инициализации буфера. Четыре 32-хбитные переменные проходят инициализацию. Затем происходит присваивание начальных значений шестнадцатеричным величинам. В операции участвует 4 функции, она проходит 4 раунда соответственно.

Циклическое вычисление. Выбирается энный элемент из числа 512-битных массивов. Используются значения ABCD, перешедшие с предыдущего этапа. Работа также проходит в 4 этапа.
Получение результата. В итоге получаем значение, ABCD, которое и является хешем.

Проблемы надежности MD5

Такая технология, являясь весьма надежной, не идеальна на 100 %. Она не является совсем неуязвимой и не гарантирует абсолютную неприкосновенность данных. Ученые на настоящий момент выявили ряд недостатков такого алгоритма. В основном, он становится уязвимым по причине легкого обнаружения коллизии в процессе шифрования.

Коллизия – это возможность достичь одинакового итогового значения хеша при вводе абсолютно разных данных на входе. Таким образом, чем выше будет возможность совпадения, тем менее защищенным является алгоритм. Криптоанализ, проведенный учеными, показал, что в настоящее время существуют разнообразные возможности взлом хеша MD5. Это такие способы, как:

подбор подходящих вариантов с известным хешем;
словарный поиск;
метод поиска коллизий;

«силовой удар»;
RainbowCrack.

Атака «Полного перебора» является универсальным типом взлома, однако она является очень долгой. Для того чтобы избежать подобного взлома, необходимо увеличить объем ключей. Текущий метод используется как показатель устойчивости и надежности шифрования данных. RainbowCrack является специальной программой, создающей базу хеш, на основе которой практически мгновенно происходит взлом любого пароля, состоящего из букв и цифр.

Способ подбора при помощи словаря используются готовые программы и словарные базы. Атака при помощи коллизий предполагает использование аналогичного значения функции для абсолютно различных сообщений, но начинающихся одинаково. Этот метод стал известен в конце прошлого века.

Здесь, формула получения идентичного хеш-кода следующая: MD5(4L1) = MD5(4L2). Затем в 2004 году китайские исследователи рассказали о том, что нашли в системе уязвимое место, которое позволяет за небольшой промежуток времени обнаружить коллизию. И наконец в 2006 году создан способ находить вредные файлы на обычном пользовательском компьютере при помощи своеобразных «туннелей».

Какими средствами возможно декодирование хеш кода MD5

Часто появляется необходимость в раскодировке MD5. Существуют специальные сайты, на которых можно декодировать хеши. Ресурсы, позволяющие это сделать:

web-max.ca. Простой и понятный пользователю сервис. Процесс происходит при помощи вода хеша и проверочных символов.

ru. Сайт не просто декодирует хеши, но и дает возможность пользователю их создать.

При всем этом сложные хеши при помощи указанных сервисов декодировать невозможно. Более длинные комбинации (даже слово «админ» смогли расшифровать не все подобные ресурсы), надежно сохраняют информацию. Хеши MD5 создаются в одностороннем порядке и не предназначены для обратного перевода. Утилита HashTab используется для самостоятельного вычисления хеша. В настоящее время существует множество подобных приложений платного и бесплатного формата.

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.

Для чего применяется MD5

Хеш-кодирование находит применение во многих областях:

электронные подписи;
сохранение паролей пользователей в базе данных под защитой;
оригинальные онлайн-ключи, создаваемые методами криптографии;
алгоритмы MD5 – хеширования предоставляют возможность проверить нетронутость и достоверность файлов на ПК.

Данный способ криптографии используется при проверке на нарушение целостности различной информации. Кроме этого, технология позволяет создавать веб-идентификационные механизмы и личные ЭЦП.

Такой способ применяется как метод авторизации на различных сайтах. Пользователь вводит определенную информацию, а на сайте она считывается как отпечаток и сохраняется в местную базу данных. При условии, что база будет похищена, похититель не сможет расшифровать, ведь информация и пароль сохраняется в виде дайджестов, чтобы важные файлы не оказались в руках злоумышленников. Множество данных в интернете передают в таком закодированном виде. MD5-хеш кодирует информацию, как случайные символы. Этот и есть хеш, то есть итоговый исчисляемый результат (значение).

Хеш-алгоритм в дальнейшем используется в том случае, когда необходимо проверить сохранность информации. Данный процесс осуществляется на начальном этапе присвоения хеш функции MD5. Затем происходит фиксирование полученных значений.

Когда приходит момент проверки, происходит процесс сравнения исходных значений и контрольных. Если значения идентичны, то нет повода переживать. В случае если они расходятся – произошло нарушение целостности и сохранности информации.

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.

Важно! Хеш-функция в целом является весьма криптоустойчивой. В алгоритмах используется итеративная схема, то есть первоначальная информация оказывается разделенной на части и над ней происходит ряд существенных преобразовательных процессов.

Самостоятельное использование MD5

Используя алгоритм хеширования MD5, пользователь может сам проверить сохранность файлов, скачанных в интернете. Здесь поможет утилита HashTab, о которой упоминалось выше. Это программное обеспечение позволит изменять свойства файлов. Предоставляется возможность использовать алгоритмы кодирования хешей. Утилита находится в открытом доступе, она бесплатна к загрузке.

Также данный способ кодирования информации может самостоятельно применяться в процессах разработки веб-приложений. При создании и настройки скрипта, панели или аутентификационной системы возможна генерация хеш-кодов для отдельных строчек.

Хеширование и шифрование: в чем разница?

Новости /

За последние годы количество злоумышленников во Всемирной Сети резко возросло. Киберпреступники используют новейшие технологии, чтобы скомпрометировать корпоративные сети и посеять хаос в конфиденциальные данные, хранящиеся на серверах. К сожалению, у большинства бизнесов все еще отсутствуют эффективные механизмы и системы, которые бы стали полноценной и надежной защитой от утечки данных. Подобные компании являются легкой добычей для хакеров, которые находятся в постоянном поиске уязвимостей в бизнес-сетях. Хеширование можно использовать, чтобы повысить защищенность ваших данных.

В среднем каждые 39 секунд компьютеры с доступом в Интернет подвергаются попыткам взлома, а каждая успешная утечка данных обходится компаниям в среднем примерно в 4,24 миллиона долларов США. Компании могут использовать различные технологии для предотвращения утечки данных. Один из них состоит в хешировании передаваемых сообщений. Но что этот процесс из себя представляет, и в чем его польза? Мы обсудим разницу между хешированием и шифрованием более подробно в этой статье.

Что такое хеширование?

Процесс хеширования основывается на создании пары ключ/значение в хеш-таблице с помощью хеш-функции. Хэш-код обычно используется для создания индекса места, в котором хранится это значение.

Хеширование представляет собой односторонний процесс, в котором по определенному алгоритму исходные данные трансформируются с строку фиксированной длины. Обычно длина этого хеш-значения меньше длины исходной строки, хотя это соотношение может и варьироваться.

Хеширование представляет собой односторонний процесс, в котором по определенному алгоритму исходные данные трансформируются с строку фиксированной длины

Хеширование широко используется для безопасного хранения паролей, чтобы обеспечить их защиту в случае несанкционированного доступа к серверу или похищения файла с паролями. Вы можете избежать дублирования паролей, а алгоритм можно использовать в цифровых сертификатах. Вы также можете использовать хеширование для поиска любых конкретных данных в базе данных.

Соль (либо модификатор) — это процесс, который используется для хеширования паролей. Соль представляет собой уникальную строку данных, которая добавляется к паролю и передается хеш-функции. Это позволяет использовать для одинаковых паролей различные хеш-значения. Соль также используется для хранения паролей. Такая концепция является надеждой защитой от атак методом перебора и добавляет новый уровень безопасности к процессу хеширования. Всегда следите за тем, чтобы для каждого пароля использовалась разная соль.

Что такое шифрование?

Процесс шифрования подразумевает преобразование коммуникационного сообщения в секретный текст, скрывающий смысл передаваемой информации. Этот зашифрованный фрагмент информации называется шифротекстом. Этот процесс позволяет защитить информацию, которой обмениваются с веб-сервером, от взлома и утечки данных. Одна из разновидностей методологии асимметричного шифрования, известная как система шифрования с открытым ключем, получила очень широкое применение.

Шифрование включает в себя скремблирование цифрового сообщения, которое может быть прочитано только авторизированным получателем. При этом процессе обычный текст преобразовывается в случайные данные. Метод использует криптографические ключи — набор значений, согласованных отправителем и получателем. Перед отправкой данные шифруются, и расшифровываются предполагаемым получателем.

Есть два типа шифрования:

Симметричное шифрование — это схема шифрования, в которой используется только один ключ для шифрования и дешифрования.
Асимметричное шифрование — это схема шифрования, в которой используются закрытый и открытые ключи. Закрытый ключ не для публичного доступа, он должен держаться в секрете. Открытый ключ предоставляется пользователю, который посещает веб-сайт.

Ключевые элементы шифрования:

Обеспечивает конфиденциальность. Неавторизированные пользователи не смогут прочитать зашифрованный текст.
Обеспечивает достоверность. Источник сообщения можно отследить, что гарантирует его подлинность.

Шифрование также помогает отследить источник утечки данных. Поскольку источник можно отследить, это помогает в аутентификации сообщений. Кроме того, сообщения могут быть прочитаны только с помощью необходимых ключей предполагаемым пользователем с правом доступа.

Разница между хешированием и шифрованием

Наглядная разница между хешированием и шифрованием приведена в следующей таблице:

	Хеширование	Шифрование
Процесс	Процесс хеширование включает в себя преобразование информации в более короткое значение фиксированной длины. Это значение и является ключом к исходному сообщению.	Процесс шифрования включает в себя кодировку данных таким образом, чтобы только авторизированный клиент смог расшифровать сообщение. Это предполагает широкое использование Инфраструктуры открытых ключей (PKI).
Символы	После хеширования символы становятся нечитаемыми и имеют фиксированную длину.	После шифрования символы становятся нечитаемыми и не имеют фиксированной длины.
Безопасность	Более безопасный.	Также безопасный, но закрытый ключ должен всегда оставаться конфиденциальным.
Длина	Хешированная информация имеет фиксированную длину и, как правило, небольшого размера. Ее длина не будет расти даже при увеличении длины исходной информации.	Длина зашифрованной информации никогда не фиксируется. Если длина исходного сообщения увеличивается, увеличивается и длина зашифрованных данных.
Обратное преобразование	Хэш-код не может быть преобразован назад вообще.	Исходное сообщение можно получить с помощью специального ключа.

Заключение

С каждым годом значительно увеличивается количество инцидентов информационной безопасности, связанных с успешной хакерской атакой и, как следствие, утечкой данных в компаниях любого размера. Для противодействия угрозам, исходящим от этих атак, бизнесам необходимо использовать все необходимые средства обеспечения безопасности своих сетевых инфраструктур. Так, вы можете защитится от этих атак, если зашифруете сообщение, которое хотите передать. Это позволит гарантировать конфиденциальность исходной информации. В результате только назначенный получатель сможет расшифровать передаваемую информацию.

Другая процедура, которую вы также можете использовать для защиты информации — это хеширование. Его ключевые преимущества заключаются в преобразовании информации произвольной длины в строку фиксированной длины, а также то, что хеширование представляет собой одностороннюю функцию, и преобразовать назад хешированное сообщение технически невозможно.

В любом случае, и шифрование, и хеширование идеально подходят для обеспечения безопасности данных. А дальнейшие совершенствования позволят обеспечить еще большую защиту от возможных кибератак.

Алгоритм md5

Алгоритм MD5 (Message Digest №5) разработан Роналдом Риверсом. MD5 использует 4 многократно повторяющиеся преобразования над тремя 32-битными величинами U, V и W:

f(U,V,W)=(U AND V) OR ((NOT U) AND W)

g(U,V,W)=(U AND W) OR (V AND (NOT W))

h(U,V,W)=U XOR V XOR W

k(U,V,W)=V XOR (U OR (NOT W)).

Алгоритм MD5, основанный на предыдущей разработке Роналда Риверса MD4, был призван дать еще больший запас прочности к криптоатакам.

MD5 очень похож на MD4. Отличие состоит в простейших изменениях в алгоритмах наложения и в том, что в MD4 48 проходов основного преобразования, а в MD5 — 64.

Несмотря на большую популярность, MD4 был в конце концов взломан. Сначала появились публикации об атаках на упрощенный алгоритм. Затем было заявлено о возможности найти два входных блока сжимающей функции MD4, которые порождают одинаковый выход.

В 1995 году было показано, что найти «хэш-двойник» к произвольному документу, можно менее чем за минуту, а добиться «осмысленности» фальшивого документа (т.е. наличия в нем только ASCII-символов с определенными «разумными» законами расположения) — всего лишь за несколько дней.

Алгоритм безопасного хэширования SНА (Secure Hash Algorithm) разработан в 1992 г. и предназначен для использования совместно с алгоритмом цифровой подписи DSA.

При вводе сообщения М произвольной длины менее 264 бит алгоритм SНА вырабатывает 160-битовое выходное сообщение, называемое дайджестом сообщения MD (Message Digest).

Затем этот дайджест сообщения используется в качестве входа в алгоритм DSА, который вычисляет цифровую подпись сообщения М. Формирование цифровой подписи для дайджеста сообщения, а не для самого сообщения повышает эффективность процесса подписания, поскольку дайджест сообщения обычно намного короче самого сообщения.

Такой же дайджест сообщения должен вычисляться пользователем, проверяющим полученную подпись, при этом в качестве входа в алгоритм SНА используется полученное сообщение М.

Алгоритм хэширования SHA назван безопасным, потому что он спроектирован таким образом, чтобы было вычислительно невозможно восстановить сообщение, соответствующее данному дайджесту, а также найти два различных сообщения, которые дадут одинаковый дайджест. Любое изменение сообщения при передаче с очень большой вероятностью вызовет изменение дайджеста, и принятая цифровая подпись не пройдет проверку.

Рассмотрим подробнее работу алгоритма хэширования SHA. Прежде всего, исходное сообщение М дополняют так, чтобы оно стало кратным 512 битам. Дополнительная набивка сообщения выполняется следующим образом: сначала добавляется единица, затем следует столько нулей, сколько необходимо для получения сообщения, которое на 64 бита короче, чем кратное 512, и наконец, добавляют 64-битовое представление длины исходного сообщения.

Инициализируется пять 32-битовых переменных в виде:

А = 0х67452301

В = 0хЕFСDАВ89

С = 0х98ВАDСFЕ

D = 0x10325476

Е = 0хС3D2Е1F0

Затем начинается главный цикл алгоритма. В нем обрабатывается по 512 бит сообщения поочередно для всех 512-битовых блоков, имеющихся в сообщении. Первые пять переменных А, В, С, D, Е копируются в другие переменные a, b, с, d, е:

а = А, b = В, с = С, d = D, е = Е

Главный цикл содержит четыре цикла по 20 операций каждый. Каждая операция реализует нелинейную функцию от трех из пяти переменных а, b, с, d, е, а затем производит сдвиг и сложение.

Блок сообщения преобразуется из шестнадцати 32-битовых слов (М₀…М₁₅) в восемьдесят 32-битовых слов (W₀…W₇₉).

С учетом введенных обозначений главный цикл из восьмидесяти операций можно описать так:

цикл по t от 0 до 79

ТЕМР = (а <<< 5) + f_t (b, c, d) + е + W_t + К_t

е = d

d = с

с = (b <<< 30)

b = а

а = ТЕМР

конец_цикла

После окончания главного цикла значения а, b, с, d, е складываются с А, В, С, D, Е соответственно, и алгоритм приступает к обработке следующего 512-битового блока данных. Окончательный выход формируется в виде конкатенации значений А, В, С, D, Е.

Отличия SHA от MD5 состоят в следующем:

SHA выдает 160-битовое хэш-значение, поэтому он более устойчив к атакам полного перебора, чем MD5, формирующий 128-битовые хэш-значения.
Сжимающая функция SHA состоит из 80 шагов, а не из 64 как в MD5.
Расширение входных данных производится не простым их повторением в другом порядке, а рекуррентной формулой.
Усложнен процесс перемешивания.

Что такое MD5? (Алгоритм дайджеста сообщений MD5)

MD5 (технически называемый алгоритм обработки сообщений MD5 ) — это криптографическая хеш-функция , основной целью которой является проверка того, что файл не был изменен.

Вместо подтверждения того, что два набора данных идентичны, сравнивая необработанные данные, MD5 делает это, производя контрольную сумму для обоих наборов, а затем сравнивая контрольные суммы, чтобы убедиться, что они одинаковы.

У MD5 есть определенные недостатки, поэтому он бесполезен для продвинутых приложений шифрования, но вполне допустимо использовать его для стандартных проверок файлов.

Использование MD5 Checker или MD5 Generator

Microsoft File Checksum Integrity Verifier (FCIV) — это один бесплатный калькулятор, который может генерировать контрольную сумму MD5 из реальных файлов, а не только из текста. См. Нашу статью о том, как проверить целостность файлов в Windows с помощью FCIV, чтобы узнать, как использовать эту программу командной строки .

Один из простых способов получить хэш MD5 из последовательности букв, цифр и символов — это инструмент Miracle Salad MD5 Hash Generator. Также существует множество других, таких как MD5 Hash Generator , PasswordsGenerator и OnlineMD5 .

Когда используется один и тот же алгоритм хеширования, получаются одинаковые результаты. Это означает, что вы можете использовать один калькулятор MD5 для получения контрольной суммы MD5 определенного текста, а затем использовать совершенно другой калькулятор MD5 для получения точно таких же результатов. Это можно повторить для каждого инструмента, который генерирует контрольную сумму на основе хеш-функции MD5.

История и Уязвимости MD5

MD5 был изобретен Рональдом Ривестом, но это только один из трех его алгоритмов.

Первая хеш-функция, 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, поскольку было также показано , что MD5 имеет недостатки безопасности .

Университет Инженерии программного обеспечения Университета Карнеги-Меллона может сказать о MD5 следующее:

Разработчики программного обеспечения, центры сертификации, владельцы веб-сайтов и пользователи должны избегать использования алгоритма MD5 в любом качестве. Как показало предыдущее исследование, его следует считать криптографически взломанным и непригодным для дальнейшего использования.

В 2008 году MD6 был предложен Национальному институту стандартов и технологий в качестве альтернативы SHA-3. Вы можете прочитать больше об этом предложении здесь .

Больше информации о MD5 Hash

Хеши MD5 имеют длину 128 бит и обычно отображаются в шестнадцатеричном эквиваленте из 32 цифр . Это верно независимо от того, насколько большим или маленьким может быть файл или текст.

Вот пример:

Простой текст: это тест.
Шестнадцатеричное значение: 120EA8A25E5D487BF68B5F7096440019

Когда добавляется больше текста, хэш преобразуется в совершенно другое значение, но с тем же количеством символов:

Простой текст: это тест, показывающий, как длина текста не имеет значения.
Шестнадцатеричное значение: 6c16fcac44da359e1c3d81f19181735b

Фактически, даже строка с нулевыми символами имеет шестнадцатеричное значение d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e , и использование хотя бы одного периода дает это значение: 5058f1af8388633f609cadb75a75dc9d .

Ниже приведены еще несколько примеров:

Контрольная сумма	Простой текст
bb692e73803524a80da783c63c966d3c	Lifewire — это технологический веб-сайт.
64adbfc806c120ecf260f4b90378776a	…! …
577894a14badf569482346d3eb5d1fbc	Бангладеш — южноазиатская страна.
42b293af7e0203db5f85b2a94326aa56	100 + 2 = 102
08206e04e240edb96b7b6066ee1087af	supercalifragilisticexpialidocious

Контрольные суммы MD5 построены так, что они необратимы, а это означает, что вы не можете смотреть на контрольную сумму и идентифицировать исходные введенные данные.

Например, несмотря на то, = 0cc175b9c0f1b6a831c399e269772661 и р = 83878c91171338902e0fe0fb97a8c47a , комбинируя два , чтобы сделать ар производит совершенно другой и не связанный с контрольной суммой: 62c428533830d84fd8bc77bf402512fc , которые не могут быть разъединены , чтобы показать либо письмо.

С учетом вышесказанного, существует множество «дешифровщиков» MD5, которые рекламируются как способные дешифровать значение MD5.

Тем не менее, что на самом деле происходит с расшифровщиком или «обратным преобразователем MD5», так это то, что они создают контрольную сумму для большого количества значений, а затем позволяют искать контрольную сумму в их базе данных, чтобы увидеть, есть ли у них совпадение, которое может показать вам оригинал данные.

MD5Decrypt и MD5 Decrypter — это два бесплатных онлайн-инструмента, которые служат для обратного поиска MD5, но работают только с общими словами и фразами.

Посмотрите, что такое контрольная сумма? дополнительные примеры контрольной суммы MD5 и несколько бесплатных способов генерирования хеш-значения MD5 из файлов.

Алгоритм шифрования MD5 – Telegraph

Алгоритм шифрования MD5

Мы профессиональная команда, которая на рынке работает уже более 2 лет и специализируемся исключительно на лучших продуктах.

У нас лучший товар, который вы когда-либо пробовали!

Наши контакты:

Telegram:

https://t.me/happystuff

Внимание! Роскомнадзор заблокировал Telegram ! Как обойти блокировку:

http://telegra.ph/Kak-obojti-blokirovku-Telegram-04-03-2

ВНИМАНИЕ!!! В Телеграмм переходить только по ссылке, в поиске много фейков!

Здравствуйте, подскажите пожалуйста, как реализовать алгоритм md, который на языке php выглядит так: Как реализовать шифрование алгоритм — трафарет Ришелье? Пишу реализацию сего алгоритма,столкнулся с типичной при самообучении проблемой. Долго пытался реализовать граф, и вот вроде получилось, нашел подходящее решение с помощью двух классов Vertex для вершин и Edge для рёбер. Проблема в том, что я не знаю как с помощью данной реализации графа построить сам алгоритм, или мне нужно переделать всё? Если сможете объяснить без примеров кода какие инструменты языка мне использовать или что мне исправить, буду крайне благодарен, так как хочу сам добить этот алгоритм. Пытаюсь реализовать алгоритм шифрования ‘Кузнечик’ на C , однако у меня возникли трудности с его нелинейным преобразованием преобразованием L. Зашифрованный текст не расшифровывается обратно. Код функций шифрования и расшифрования приведен ниже:. Помогите,пожалуйста, написать программу поиска подстроки в строке, используя алгоритм КМП. Реализовать в виде модуля набор подпрограмм для выполнения следующих операций с массивом размерности nxm: Разработать основную программу, демонстрирующую использование методов созданного класса. Результат вывести на на форму в текстовый файл. Хочу написать программу, которая будет работать по принципу командной строки, PowerShell, терминала в линукс. Ну к примеру, пользователь вводит print ‘строка’ и нужно вывести строку между скобок, потом команда add a,b — a и b — числа. Нужно найти их сумму и вывести ее. Как это сделать максимально удобно. Не хочу писать огромный if- else if — else if Где тип в условиях будет что-то типа input. Contains ‘print’ и т. У меня стоит задача создать приложение, демонстрирующее работу генетического алгоритма. Но возникли сложности при реализации отбора особей. Он сказал, что нужно использовать принцип ООП, в частности, классы и объекты каждый объект — это отдельный вид. Нашел в сети программу по теме, но там использовались классы от классов, интерфейсы и собственные пространства, в чем я пока не силен. Мне нужно что-то похожее на решение данной задачи, и наставления и советы как правильно стоит использовать объекты, классы. Очень уж долго сам старался разобраться. Также преподаватель сказал, что с классами и объектами работать проще, чем с абстрактными числами. Мне несколько непонятен смысл данного высказывания. Нужна помощь с заданием. Как реализовать алгоритм шифрования md5 — C. Узнать стоимость вашей работы. Шифрование криптография по алгоритму ‘трафарет Ришелье’ — C Как реализовать шифрование алгоритм — трафарет Ришелье? Реализация Алгоритма — C Здравствуйте, дорогие форумчане. Реализация алгоритма шифрования ‘Кузнечик’ — C Добрый день. Код функций шифрования и расшифрования приведен ниже: Как удобней реализовать приложение командной строки? Сортировка массива с ограничением по сложности алгоритма — C Отсортировать массив содержащий положительные целые числа не превышающих за O N O N O N. Реализация популяции — C Здравствуйте. Реализовать рекурсивную функцию — C Добрый день. Оставьте заявку на решение задачи, и в кратчайшие сроки с вами свяжутся для уточнения всех необходимых деталей. Укажите тему и напишите детали работы в комментариях.

Спайсуха миксы соль в Самаре

Как реализовать алгоритм шифрования md5 — C#

Купить HOMER Белинский

Алгоритм шифрования MD5

Закладки скорость a-PVP в Бугульме

Хэш-функции

Купить трамадол в Тетюши

Алгоритм шифрования MD5

Курительные смеси kuritelnyye smesi

Онлайн шифрование MD5

Россыпь в Ишиме

Курительные ванн курительные гашиш закладки Тагил гашиш

Онлайн шифрование MD5

Алгоритм шифрования MD5

Купить Пекс Знаменск

Хэш-функции

Купить Хмурый Подольск

Алгоритм шифрования MD5

Хэш-функции

Бошки в Новоржеве

Онлайн шифрование MD5

Купить Марки Черемхово

Алгоритм шифрования MD5

Закладки скорость a-PVP в Балахне

К чему снится кокаин

Как реализовать алгоритм шифрования md5 — C#

Алгоритм шифрования MD5

Как реализовать алгоритм шифрования md5 — C#

Купить Бошки Кемь

Как реализовать алгоритм шифрования md5 — C#

Купить закладки экстази в Спасск-рязанском

Онлайн шифрование MD5

Купить закладки марки в Северске

Как реализовать алгоритм шифрования md5 — C#

Купить МЁД Белебей

Как реализовать алгоритм шифрования md5 — C#

Купить Герасим Ленинск

Алгоритм шифрования MD5

Хэш-функции

Купить Витамин Ялуторовск

Хэш-функции

Купить героин в Махачкала

Алгоритм шифрования MD5

Как реализовать алгоритм шифрования md5 — C#

Купить Метадон Сенгилей

Алгоритм шифрования MD5

Купить Дурь Дзержинский

Онлайн шифрование MD5

Купить героин в Петровск

Почему бы не использовать AES для шифрования паролей в PHP? PHP Lang

Везде, где я видел людей, говорящих о хранении паролей в базе данных, они почти всегда использовали MD5.

Если вы храните пароль в зашифрованном виде, его можно расшифровать. Поскольку многие люди используют пароли во многих разных системах, это плохо. Таким образом, вы используете одностороннюю функцию, криптографическую хэш-функцию – таким образом, пароль можно проверить без фактического раскрытия.

Как отметил Грег, AES является алгоритмом шифрования / дешифрования. MD5 и семейство SHA являются хэш-функциями, которые являются более подходящими для использования. Но теперь избегайте MD5 – на самом деле он не выглядит настолько безопасным, насколько это возможно . Xiaoyun Wang опубликовал эффективную атаку на столкновение против нее в 2005 году, и теперь ее сила значительно ниже ее прочности конструкции, поэтому в криптографических терминах она «сломана».

Для достижения наилучших результатов стандартом является соль и хеш пароль для его хранения – google эти условия в тандеме, и вы найдете множество ссылок.

MD5 (алгоритм Message-Digest 5) – это криптографическая хеш-функция, а Advanced Encryption Standard (AES) – это алгоритм шифрования с симметричным ключом, поэтому они используются для разных целей. Хеш, например MD5 или SHA, используется для проверки паролей, потому что его трудно инвертировать, то есть получить пароль из хеш-строки. С другой стороны, шифрование AES является обратимым, исходное сообщение может быть получено, если вы знаете ключ. Таким образом, если несколько сообщений зашифровываются одним и тем же ключом, зная, что они предоставляют все из них, тогда как если вам удастся найти исходную строку хеша (таблицы радуги и т. Д.), Вы только открыли простой текст для этого конкретного экземпляра и вам придется переделать работу, чтобы найти решение для другой хэш-строки.

Короче: AES обратима. Хеш-функция – нет.

В ответ на принятый ответ … (извините, я новый пользователь, не могу оставлять комментарии …) Соли только предотвращают атаки на основе Rainbow Table. Он не защищает «слабые пароли». Чтобы защитить более слабые пароли, вам нужно будет использовать хеш-функцию, которая была доказана медленно. Правильно настроенный bcrypt – это самый простой способ сделать это. MD5 и SHA1 слишком быстр для обеспечения безопасности. (Столкновения, найденные с MD5, не связаны с этой проблемой, которую я описываю)

Все 8-символьные пароли, зашифрованные с помощью MD5 или SHA1 (даже если они правильно соленые) могут быть взломаны этим чуваком за один день . Соление НЕ предотвращает такое нападение. «Оптимизация» атаки состоит всего из слов ~ 500 тыс. На английском языке … и 10 000 наиболее распространенных вариаций из них будут разбивать огромное количество паролей.

BCrypt сильнее против такого типа атаки, потому что он (может быть настроен) в миллионы раз медленнее, чем MD5. Итерационно использование MD5 в миллион раз теоретически достигнет того же, но я предлагаю вам придерживаться хорошо протестированных библиотек, вместо того чтобы выполнять собственную реализацию. BCrypt также использует Salting, и он доступен на большинстве языков программирования. Поэтому нет причин НЕ использовать его.

Теоретически SCrypt лучше, но его слишком новый (и, следовательно, реализация, вероятно, все еще немного глючит)

Короче говоря: SHA512 против Blowfish и Bcrypt

Поскольку шифрование AES является симметричным. Учитывая пароль, зашифрованный с помощью AES и ключа, вы можете расшифровать пароль. Это нежелательно, потому что вы почти всегда хотите, чтобы только владелец пароля знал об этом и не хотел иметь простой способ получить пароль. С другой стороны, алгоритмы SHA и MD5 выполняют (в основном) одностороннее преобразование пароля. Нет информации (ключа), которая позволяет вернуть преобразованный пароль обратно в форму открытого текста.

Использование AES в качестве симметричного шифра для паролей было бы уклонением CWE-257 и уязвимостью. В качестве хэш-функции можно использовать симметричный шифр . Старые пароли unix используют DES как хеш-функцию, а более новые Unix-системы используют blowfish в качестве хэш-функции. Но даже несмотря на то, что это блок-шифр, он используется как односторонняя функция, которая является требованием для любой системы хранения паролей.

Для php вы должны использовать sha256 .

Основной причиной, по которой использование симметричного (или асимметричного) шифрования не рекомендуется для защиты паролей, является: управление ключами . При использовании шифрования вы должны защитить ключ шифрования (или энтропии, из которых выведен ключ). И защита ключа – очень трудная задача для решения. Хеширование (с SHA, MD5 или любым другим алгоритмом) решает проблему защиты ключа, потому что вам не нужно сохранять какое-либо секретное значение (кроме соли, но соль значительно менее чувствительна, чем ключ шифрования, вы можете хранить соль в простой текст). Поэтому, если вы сохраняете только пароли для целей аутентификации (выполняемые вашим приложением), нет никаких оснований для использования шифрования; хеширование будет очень хорошо. Однако могут быть случаи, когда вам нужно расшифровывать пароли (например, вам может потребоваться передать учетные данные пользователям сторонним приложениям ). Это единственный случай, когда использование шифрования было бы оправдано для хранения паролей.

Что такое алгоритм MD5?

MD5 — это алгоритм криптографической хеш-функции, который принимает в качестве входных данных сообщение любой длины и преобразует его в сообщение фиксированной длины из 16 байтов. Алгоритм MD5 означает алгоритм дайджеста сообщения . MD5 был разработан как усовершенствование MD4 с расширенными целями безопасности. Выход MD5 (размер дайджеста) всегда равен 128 бит. MD5 был , разработанным в 1991 году Рональдом Ривестом.

Использование алгоритма MD5:

Используется для аутентификации файлов.
В веб-приложении используется в целях безопасности. например Безопасный пароль пользователей и т. д.
Используя этот алгоритм, мы можем хранить наш пароль в формате 128 бит.

Алгоритм MD5

Работа алгоритма MD5:

Алгоритм MD5 следует следующим шагам

1. Добавление битов заполнения: общая длина сообщения на 64 бита меньше, чем число, кратное 512.

Предположим, нам дано сообщение из 1000 бит. Теперь нам нужно добавить биты заполнения к исходному сообщению. Здесь мы добавим 472 бита заполнения к исходному сообщению. После добавления битов заполнения размер исходного сообщения/вывода первого шага будет 1472, т. е. на 64 бита меньше, чем число, кратное 512 (т. е. 512*3 = 1536).
Длина (исходное сообщение + биты заполнения) = 512 * i – 64 , где i = 1,2,3 . . .

2. Добавление битов длины: На этом шаге мы добавляем бит длины к выходным данным первого шага таким образом, чтобы общее количество битов было кратным 512. Просто здесь мы добавляем 64-битный бит длины в вывод первого шага.
т.е. результат первого шага = 512 * n – 64
бит длины = 64.
После сложения обоих получим 512 * n т.е. кратное 512.

мы используем 4 буфера, то есть J, K, L и M. Размер каждого буфера составляет 32 бита.

 - J = 0x67425301
    - К = 0xEDFCBA45
    - L = 0x98CBADFE
    - M = 0x13DCE476

4. Обработка каждого 512-битного блока: Это самый важный шаг алгоритма MD5. Здесь всего выполняется 64 операции за 4 тура. В 1 туре будет выполнено 16 операций, во 2 туре будет выполнено 16 операций, в 3 туре будет выполнено 16 операций, в 4 туре будет выполнено 16 операций. Мы применяем разные функции в каждом раунде, то есть для 1-го раунда мы применяем функцию F, для 2-го раунда — функцию G, 3-й — для функции H и 4-й — для функции I.
Выполняем операции ИЛИ, И, исключающее ИЛИ и НЕ (в основном это логические элементы) для вычисления функций. Мы используем 3 буфера для каждой функции, т.е. K, L, M.

 - F(K,L,M) = (K AND L) ИЛИ (НЕ K AND M)
     - G(K,L,M) = (K И L) ИЛИ (L И НЕ М)
     - H(K,L,M) = K Исключающее ИЛИ L Исключающее ИЛИ M
     - I(K,L,M) = L XOR (K OR NOT M)

Теперь после применения функции мы выполняем операцию над каждым блоком. Для выполнения операций нам нужно

добавить по модулю 2 ³²
M[i] – 32-битное сообщение.
K[i] – 32-битная константа.
<<

Теперь возьмите входные данные в качестве инициализации буфера MD, т. е. J, K, L, M. Вывод K будет подан в L, L будет подан в M, а M будет подан в J. После этого теперь мы выполняем некоторые операции по нахождению выхода для J.

На первом шаге берутся выходы K, L и M, а затем к ним применяется функция F. Мы добавим по модулю 2 ³² бита для вывода этого с помощью J.
На втором этапе мы добавляем битовое сообщение M[i] с выходом первого шага.
Затем добавьте 32 бита константы, т. е. K[i], к выходу второго шага.
Наконец, мы выполняем операцию сдвига влево на n (может быть любое значение n) и сложение по модулю на 2 ³² .

После всех шагов результат J будет передан в K. Теперь те же шаги будут использоваться для всех функций G, H и I. После выполнения всех 64 операций мы получим дайджест нашего сообщения.

Вывод:

После выполнения всех раундов буфер J, K, L и M содержит выходные данные MD5, начиная с младшего бита J и заканчивая старшими битами M.

Применение алгоритма MD5:

Мы используем дайджест сообщения для проверки целостности файлов/аутентификации файлов.
MD5 использовался для защиты и шифрования данных.
Используется для дайджеста сообщения любого размера, а также для проверки пароля.
Для игровых досок и графики.

Преимущества алгоритма MD5:

MD5 быстрее и проще для понимания.
Алгоритм MD5 генерирует надежный пароль в формате 16 байт. Все разработчики, такие как веб-разработчики и т. д., используют алгоритм MD5 для защиты паролей пользователей.
Для интеграции алгоритма MD5 требуется относительно небольшой объем памяти.
Очень легко и быстро создать дайджест исходного сообщения.

Недостатки алгоритма MD5:

MD5 генерирует одну и ту же хеш-функцию для разных входных данных.
MD5 обеспечивает слабую безопасность по сравнению с SHA1.
Алгоритм MD5 считается небезопасным. Итак, теперь мы используем SHA256 вместо MD5
MD5 не является ни симметричным, ни асимметричным алгоритмом.

Алгоритм MD5 | Знать работу и использование алгоритма MD5

Алгоритм дайджеста сообщения MD5 — это пятая версия алгоритма дайджеста сообщения, разработанная Роном Ривестом для создания 128-битного дайджеста сообщения. MD5 намного быстрее, чем другие версии дайджеста сообщения, который берет обычный текст из 512-битных блоков, который далее делится на 16 блоков, каждый из 32-битных, и создает 128-битный дайджест сообщения, который представляет собой набор из четырех блоков. блоков, каждый из 32 бит. MD5 создает дайджест сообщения за пять шагов, т. е. заполнение, добавление длины, разделение ввода на 512-битные блоки, инициализацию цепочки переменных блоков процесса и 4 раунда, а также использование разных констант на каждой итерации.

Использование алгоритма MD5

Он был разработан с главным мотивом безопасности, так как принимает входные данные любого размера и выдает на выходе 128-битное хэш-значение. Чтобы считаться криптографически безопасным, MD5 должен соответствовать двум требованиям:

Невозможно сгенерировать два входа, которые не могут создать одну и ту же хеш-функцию.
Невозможно сгенерировать сообщение с таким же хеш-значением.

Первоначально MD5 был разработан для хранения одностороннего хэша пароля, а некоторые файловые серверы также предоставляют предварительно вычисленную контрольную сумму файла MD5, чтобы пользователь мог сравнить с ней контрольную сумму загруженного файла. Большинство операционных систем на основе Unix включают в свои дистрибутивы утилиты контрольной суммы MD5.

Как работает алгоритм MD5?

Как мы все знаем, MD5 выдает 128-битное хеш-значение. Это шифрование ввода любого размера в хеш-значения проходит 5 шагов, и каждый шаг имеет свою предопределенную задачу.

Шаг 1: добавление битов заполнения

Добавление означает добавление дополнительных битов к исходному сообщению. Таким образом, в MD5 исходное сообщение дополняется таким образом, что его длина в битах соответствует 448 по модулю 512. Заполнение выполняется таким образом, чтобы общее количество битов было на 64 меньше, что является кратным длине 512 бит. 964. В этот момент результирующее сообщение имеет длину, кратную 512 битам.
Шаг 3: Инициализировать буфер MD.
Буфер из четырех слов (A, B, C, D) используется для вычисления значений дайджеста сообщения. Здесь A, B, C, D — 32-битные регистры, которые инициализируются следующим образом:
Word A 01 23 45 67
Слово Б 89 Аб CD Эф
Слово C Fe DC Ба 98
Слово D 76 54 32 10
Шаг 4: Обработка сообщения в блоке из 16 слов
MD5 использует вспомогательные функции, которые принимают входные данные в виде трех 32-битных чисел и производят 32-битные выходные данные. Эти функции используют логические операторы, такие как ИЛИ, XOR, NOR.
F(X, Y, Z) XY v не (X)Z
Г(Х, У, Z) XZ v Y не (Z)
Н(Х, Y, Z) X x или Y x или Z
I(X, Y, Z) Y xor (X v не (Z))
Содержимое четырех буферов смешивается с вводом с помощью этого вспомогательного буфера, и выполняется 16 раундов с использованием 16 основных операций.
Выход-
После выполнения всех раундов буфер A, B, C, D содержит вывод MD5, начиная с младшего бита A и заканчивая старшим битом D.
Пример:
Ввод: Это статья об алгоритме шифрования
Вывод: e4d909c290dfb1ca068ffaddd22cbb0
Преимущества и недостатки алгоритма MD5
Ниже описаны преимущества и недостатки:
Алгоритмы MD5 полезны, поскольку их легче сравнивать и хранить эти меньшие хэши, чем хранить большой текст переменной длины. Это широко используемый алгоритм односторонних хэшей, используемый для проверки без обязательного указания исходного значения. Системы Unix используют алгоритм MD5 для хранения паролей пользователя в 128-битном зашифрованном формате. Алгоритмы MD5 широко используются для проверки целостности файлов.
Более того, с помощью этого алгоритма очень легко сгенерировать дайджест исходного сообщения. Он может выполнять дайджест сообщения, имеющего любое количество битов; он не ограничен сообщением, кратным 8, в отличие от MD5sum, который ограничен октетами.
Но в течение многих лет MD5 был подвержен слабости хэш-коллизии, т. е. можно создать одну и ту же хеш-функцию для двух разных входных данных. MD5 не обеспечивает защиты от этих коллизий. Вместо MD5, SHA (алгоритм безопасного хеширования, который создает 160-битный дайджест сообщения и разработанный АНБ как часть алгоритма цифровой подписи) теперь приемлем в области криптографии для генерации хеш-функции, поскольку создать SHA непросто. -I столкновение и до сих пор еще не было произведено столкновение.
Более того, он гораздо медленнее, чем оптимизированный алгоритм SHA. SHA гораздо безопаснее, чем алгоритм MD5, и, кроме того, его можно реализовать в существующей технологии с большей скоростью, в отличие от MD5. В настоящее время на рынке появляются новые алгоритмы хеширования с учетом более высокой безопасности данных, такие как SHA256 (который генерирует 256-битную подпись текста).
Заключение
В настоящее время, когда все данные хранятся в облаке и в Интернете, крайне важно обеспечить безопасность данных в качестве первоочередной задачи. Для шифрования личных данных следует использовать наиболее безопасный алгоритм. Недавние исследования показывают, что алгоритму SHA следует придавать первостепенное значение по сравнению с MD5, поскольку MD5 более уязвим для атак столкновений. Однако исследователи предлагают новые алгоритмы, которые являются безопасными и наименее уязвимыми для таких атак, как SHA256.
Рекомендуемые статьи
Это руководство по алгоритму MD5. Здесь мы обсудили основную концепцию, использование, работу, преимущества и недостатки алгоритма MD5. Вы также можете просмотреть другие наши рекомендуемые статьи, чтобы узнать больше —
Алгоритм шифрования
Что такое расшифровка?
Что такое криптография?
Криптография против шифрования
Что такое MD5 и как его использовать?
MD5 — это старая криптографическая хеш-функция, которая больше не считается безопасной для многих приложений. Он превращает данные любой длины в выходные данные фиксированной длины. Этот вывод имеет ряд полезных свойств.
Эти свойства делают MD5 безопасным для идентификации данных и для проверки того, были ли данные повреждены. Однако успех атак на алгоритм MD5 означает, что он больше не рекомендуется для хранения паролей. Его следует избегать в ситуациях, когда хакеры могут изменять данные для совершения атак, например, в цифровых подписях и SSL-сертификатах.
Эта статья о MD5 будет в основном посвящена предыстории, проблемам безопасности и приложениям MD5. Если вам интересна основная механика алгоритма и то, что происходит на математическом уровне, перейдите к нашим Алгоритм MD5 (с примерами) статья.
История MD5
Первые хеш-функции восходят к работам Ганса Петера Луна в 1950-х годах. В 1958 году он продемонстрировал на международной конференции машину под названием «Ключевое слово в контексте» (KWIC). KWIC был способен автоматически создавать указатель статей длиной от 500 до 5000 слов, что помогло ускорить процесс классификации и систематизации информации.
Алгоритмы хеширования продолжали развиваться в последующие годы, но первые слухи о криптографических хеш-функциях появились только в 1970-х годах. Уитфилд Диффи и Мартин Хеллман, пионеры схемы согласования ключей Диффи-Хеллмана, были первыми, кто определил потребность в хэше, который функционировал только в одном направлении.
Позднее в том же десятилетии ряд криптографов начали прорабатывать основные детали криптографических функций. Майкл Рабин предложил схему, основанную на блочном шифре DES. Гидеон Юваль опубликовал 19В статье 79 под названием Как обмануть Рабина продемонстрированы недостатки схемы Рабина и то, как парадокс дня рождения может привести к коллизиям (два отдельных ввода приводят к одному и тому же значению хеш-функции), которые изначально были непредвиденными.
Ральф Меркл продолжил разработку, предложив требования к хеш-функциям, устойчивым к коллизиям. Он также описал конструкцию Меркла-Дамгарда, которая представляла собой способ построения устойчивых к коллизиям хеш-функций. Эта конструкция позже использовалась при построении MD5 и его более ранних итераций, а также используемого в настоящее время семейства хеш-функций SHA. Идея сопротивления столкновению была формализована Дамгардом в 1987.
Все эти разработки в конечном итоге привели к семейству криптографических хэш-функций Message Digest (MD), разработанному Роном Ривестом, который также известен тем, что предоставил R в алгоритме шифрования RSA.
Начало семейства Message Digest немного загадочно, так как нет ни общеизвестного MD1, ни подробной информации о том, почему нет. Наиболее вероятное объяснение исходит из тезиса Барта Пренила, фламандского криптографа. Как инсайдер отрасли, он мог располагать информацией, которая нигде больше не публиковалась. Пренил писал(а):
Rivest из RSA Data Security Inc. разработал серию хеш-функций, которые были названы MD для «дайджеста сообщения», за которым следует число. MD1 — это собственный алгоритм.
Это означает, что самая первая версия была разработана для собственного использования организацией и не была опубликована. Ривест разработал MD2 в 1989 году, но вскоре другие криптографы обнаружили коллизии. MD3 также не стал достоянием общественности. В разделе 18.10 книги Брюса Шнайера Прикладная криптография в нем говорится, что:
MD3 — это еще одна хеш-функция, разработанная Роном Ривестом. У него было несколько недостатков, и он так и не вышел из лаборатории…
За ним в 1990 году последовал MD4 Ривеста. Атаки на хеш-функцию были обнаружены относительно быстро, что привело к разработке MD5 в 1991 году. MD5 использовался на протяжении большей части 90-х и начала 2000-х годов, но со временем обнаруживаемые против него атаки становились все более и более серьезными.
Из-за недостатков MD5 криптографы рекомендовали вместо него SHA-1. SHA-1 также оказался небезопасным с течением времени. Сейчас мы в основном используем SHA-2, хотя есть и SHA-3. MD5 по-прежнему используется для определенных целей, но настоятельно рекомендуется не использовать его в ситуациях, когда требуется безопасность.
Что такое хеш-функции?
Прежде чем мы сможем углубиться в особенности MD5, важно иметь четкое представление о том, что такое хэш-функция.
Хеш-функции берут данные любого размера и преобразуют их в значение фиксированного размера, известное как хэш. Некоторые люди называют их дайджестами, хэш-значениями или хэш-кодами, но это всего лишь синонимы. Эти хэши отображаются в хэш-таблицу, которая упорядочивает данные, как на изображении ниже. Простые хеш-функции обычно используются для хранения и поиска данных.
Хэш-таблица от Jorge Stolfi под лицензией CC0
Мы возьмем очень простую хеш-функцию и объясним ее на примере. Хотя хеш-функции можно использовать для сопоставления данных любого типа, включая буквы, как на картинке выше, мы будем придерживаться чисел, чтобы упростить задачу.
Допустим, у нас есть десять чисел, которые мы хотим хэшировать:
76 541
884
9 826
22
474
19 465
56 490
25 738
64 829
7 432
Вы можете играть дома с этим инструментом визуализации хеширования. Внизу вы увидите Выберите функцию хеширования , Политика разрешения конфликтов и Размер таблицы . Выберите Simple Mod Hash , Linear Probing и 10 соответственно.
Введите каждый номер по порядку, нажав Далее при появлении запроса. После ввода первого числа вам будет представлено следующее:
Позиция хэша = Входное значение % Размер таблицы
Позиция хэша = 76541 % 10 = 1
Попытка вставить 76541 в позицию 43 1.
.
Вставка 76541 в позицию 1.
Первая строка «Позиция хеша = Входное значение % Размер таблицы» просто содержит формулу для простой хеш-функции по модулю. Эта операция также часто записывается как h ( k ) = k mod m , где:
h (k) – Позиция хеша для ввода k .
k – Вход.
mod — операция по модулю. Эти операции включают в себя деление первого числа на второе. Однако ответ — это не тот результат, которого мы обычно ожидаем. Ответ: какой бы ни был остаток целого числа. Например, 13 по модулю 4 не равно 2,6. Вместо этого оно равно 3. Это потому, что 5 вписывается в 13 дважды, с остатком 3, наш ответ. В нашем примере модуль (делитель, а не число, на которое делится) равен 9. 0347 Table Size , что равно 10. Это делает все вычисления относительно простыми. Когда модуль равен 10, остаток от операции по модулю всегда будет равен самой правой цифре. Результаты операций по модулю менее предсказуемы, когда в качестве модуля выступают другие числа. Знак операции по модулю часто записывается как по модулю , но иногда вместо него используется символ %.
m — Размер хеш-таблицы. В данном случае это 10,
Таким образом, формула для хэш-позиции нашего первого числа, 76 541, выглядит так:
ч (76 541) = 76 541 mod 10
Вы можете сделать это вручную, если хотите, или ввести два входа в этот калькулятор по модулю. Если вы это сделаете, ответ, который вы получите, равен 1, что совпадает с тем, что наша хеш-функция сказала нам выше (76541 % 10 = 1).
Если мы вернемся к четырем строкам, которые дал нам инструмент визуализации хеширования, вы увидите, что третья строка говорит:
Попытка вставить 76541 в позицию 1.
За ней следует четвертая строка, в которой говорится:
Вставка 76541 в позицию 1.
Причина этого в том, что эта операция по модулю может дать нам только десять отдельных результаты, и с десятью случайными числами ничто не мешает некоторым из этих результатов быть одним и тем же числом. Если мы пытаемся создать хеш-таблицу, в которой каждый из этих десяти входных данных отображается в свое собственное пространство в таблице, мы столкнемся с проблемами, если какой-либо из них даст одинаковый результат.
Вот почему наш инструмент хеширования говорит, что это «Попытка вставить 76541 в позицию 1». Он не может поместить число в хеш-таблицу, если в этой позиции уже есть другое число. Однако, поскольку это первый расчет, других чисел в таблице пока нет, поэтому позиция 1 свободна. Следовательно, он может успешно вставить «76541 в позицию 1».
Если вы введете следующие несколько чисел из нашего списка, вы заметите, что инструмент хеширования выполняет операцию хеширования, как описано выше:
Положение хеша = 884 % 10 = 4
Попытка вставить 884 в положении 4.
Вставка 884 в позиции 4.
Положение HASH = 9826 %
. Чтобы вставить 9826 в позицию 6.
Вставка 9826 в положении 6.
Положение хеш = 22 % 10 = 2
Попытка 22 в позиции 2.
INSERTINTING 22 в позиции 2.
INSERTINGTING INSERTIT
Только после пятого ввода, 474, мы замечаем нечто другое:
Хэш-позиция = 474 % 10 = 4
Попытка вставить 474 в позицию 4. 5.
Вставка 474 в позицию 5.
Первая строка говорит нам, что h (474) = 4. Вы можете дважды проверить это самостоятельно, введя 474 mod 10 в калькулятор модуля по ссылке выше. . Ответ определенно 4, но позиция хэша 4 уже занята результатом нашего второго хэш-вычисления:
h (884) = 884 % 10 = 4
Поскольку позиция уже занята, вы заметите, что инструмент хэширования говорит:
Попытка вставить 474 в
7
8 позицию 4
8.
Попытка вставить 474 в позицию 5 .
Вставка 474 в позицию 5.
По сути, это инструмент хеширования, сообщающий нам, что он пытался поставить 903:47 ч (474) в позиции 4, но она была заполнена. Из-за этого было решено попробовать вместо этого поставить его в положение 5. Позиция 5 была пуста, поэтому 474 было помещено в позицию 5 хеш-таблицы.
Инструмент хэширования решает это на основе линейного зондирования , которое мы выбрали в качестве Политики разрешения конфликтов при первой настройке параметров для этой хеш-таблицы. Политика разрешения коллизий — это именно то, на что она похожа: набор процедур, которым должен следовать инструмент хеширования при возникновении коллизии, что в основном означает, что два отдельных входа имеют одинаковую хеш-позицию.
Наш выбор, линейное зондирование, устраняет коллизии путем поиска следующего свободного места в хеш-таблице. Инструмент хеширования попытался поместить 474 в позицию 4, но произошло столкновение, поэтому инструмент следовал политике разрешения коллизий линейного зондирования и попытался вставить 474 в следующий слот, позицию 5. Позиция 5 была пуста, поэтому 474 в конечном итоге было находится на позиции 5, хотя h (474) = 4 .
Заполнение оставшейся части хеш-таблицы
Если вы продолжите вводить остальные десять входных данных в наш инструмент хеширования, вы заметите еще несколько коллизий, особенно для числа 19 465, где h (19 465) = 5. Позиция 5 уже заполнена, как и позиция 6, поэтому 19 465 в конечном итоге помещается на позицию 7, несмотря на то, что h (19 465) = 5.
Наша окончательная хэш-таблица в конечном итоге выглядит так:
Позиция 0 – 56 490
Позиция 1 – 76 541
Позиция 2 – 22
Позиция 3 – 7 432
Позиция 4 – 884
Позиция 5 – 474
Позиция 6 – 9 826
Позиция 7 – 19 465
Позиция 8 – 25 738
Позиция 9 – 64 829
Позиции хеша существенно отличаются от нашего первоначального порядка:
76 541
884
9 826
22
474
19 465
56 490
25 738
64 829
7 432
Вы можете посмотреть на вышесказанное и увидеть все это как какое-то бессмысленное занятие. Однако нам удалось сопоставить каждое из наших произвольных значений (в диапазоне от 22 до 76 541) с фиксированными позициями в хеш-таблице (в диапазоне от 0 до 9).
Это чрезвычайно полезно с точки зрения хранения и извлечения данных, потому что хэш-таблица занимает немного больше места для хранения, чем сами значения. Это также позволяет получить доступ в короткие, относительно постоянные сроки по сравнению с некоторыми альтернативами для хранения и поиска.
Вышеприведенное является лишь обзором того, как работают эти хеш-функции, и служит ступенькой к пониманию того, как работают криптографические хэш-функции. Эта публикация Политехнического института Вирджинии и Государственного университета дает более подробное описание, если вы хотите узнать больше о хешировании и извлечении данных.
Что такое криптографические хеш-функции?
MD5 — это криптографическая хэш-функция, что означает, что это особый тип хэш-функции, который имеет некоторые из тех же функций, что и функция, описанная выше. Обычные хеш-функции и криптографические хеш-функции преобразуют данные произвольного размера в значения фиксированного размера, точно так же, как 25 738 было сопоставлено с позицией 8. Как и в случае с обычными хеш-функциями, значения фиксированного размера, полученные из криптографических хеш-функций, также называются хэши, дайджесты, хэш-значения или хэш-коды.
Однако к криптографическим хэш-функциям предъявляется ряд дополнительных требований:
Это односторонние функции. Это означает, что невозможно использовать значение хеш-функции для определения исходного ввода (при современных технологиях и методах). . Когда используется безопасная криптографическая хеш-функция, невозможно взять полученный хэш и каким-то образом вывести, что должно было быть на входе.
Они детерминированы. Один и тот же исходный ввод всегда будет давать одно и то же значение хеш-функции, если он будет обработан одной и той же хеш-функцией. Когда мы помещаем «Они детерминированы» в этот генератор хэшей MD5, он дает нам хеш 23db6982caef9e9152f1a5b2589e6ca3 каждый раз.
Небольшие изменения во входных данных дают радикально разные значения хеш-функции. Небольшие изменения во входных данных изменяют результирующее значение хеш-функции настолько значительно, что кажется, что корреляция между ними больше не существует. Если мы изменим только последнюю букву предыдущего ввода с «c» на «d», наш ввод все равно будет очень похож. Теперь это «Они детерминисты d ». Однако когда мы помещаем его в тот же генератор, что и раньше, он дает нам совершенно другое значение хеш-функции, 6b590a88650e7c5ee94fc8bda8e02000 .
Невозможно, чтобы два отдельных ввода давали одно и то же хеш-значение. Защищенные криптографические хеш-алгоритмы разработаны таким образом, что разные входы не могут вернуть одно и то же значение. Мы хотим убедиться, что почти невозможно наличие общего хеш-значения между «Они детерминированы», «kjahgsdkjhashlkl», «Однажды в давние времена…» и любым из невероятного количества других возможных входных данных. Конечно, на это есть ограничения. При бесконечных возможных входных данных нам потребуется хеш-таблица, в которой можно хранить бесконечные хэши для предотвращения коллизий. Это было бы непрактично, поэтому вместо этого мы соглашаемся на компромисс, когда столкновение чрезвычайно маловероятно. Мы достигаем этого, делая хэши невероятно большими числами.
Они быстро вычисляются.
Что такое MD5?
До сих пор мы знали, что MD5 — это тип хеш-функции, точнее, криптографическая хеш-функция. У него есть куча, казалось бы, странных свойств, которые дают ему множество применений, однако из-за его слабости он больше не считается безопасным для некоторых из этих целей.
Но из чего на самом деле состоит хеш-функция MD5?
MD5 — это хеш-функция, которая создает 128-битный хэш. Это означает, что независимо от его ввода, вывод представляет собой 32-символьный хэш фиксированной длины, например:
23db6982caef9e9152f1a5b2589e6ca3
Хеши MD5 и шестнадцатеричные
Обычно хеши MD5 записываются в шестнадцатеричном формате (16), который является альтернативной системой счисления. В повседневной жизни мы используем десятичную систему, которая считает от нуля до девяти, а затем снова возвращается к нулю, на этот раз с единицей перед ней, чтобы указать, что это вторая часть от одного до девяти (10-19).
Напротив, шестнадцатеричные числа отсчитываются от 1 до 16, прежде чем начать заново. Поскольку у нас нет шестнадцати различных однозначных чисел (у нас есть только от нуля до девяти, 10 — это две цифры), мы добавляем буквы a, b, c, d, e и f, чтобы представить 10, 11, 12, 13, 14 и 15 соответственно. Это означает, что 16 в десятичном виде также может быть представлено как 10 в шестнадцатеричном формате 9.0013
Если вы хотите преобразовать хэш из предыдущего раздела в десятичную систему счисления, с которой мы все знакомы, вам придется начать с правой стороны и умножить число на шестнадцать в степени нуля. Самым правым числом была тройка, поэтому:
3 x 160 = 3 x 1 = 3
Затем мы переходили к следующему числу, «а», которое на самом деле равно 10 в шестнадцатеричном формате. На этот раз мы умножаем его на 16 в степени один:
10 х 161 = 10 х 16 = 160
Перемещаясь на одну позицию влево, мы получаем число «с», которое на самом деле равно 12 в шестнадцатеричном формате. Поскольку это третья цифра справа, на этот раз мы умножаем ее на 16 в степени двойки.
12 x 162 = 12 x 256 = 3072
После каждой операции мы продолжаем перемещаться на один пробел влево, выполняя те же вычисления, но каждый раз увеличивая показатель степени (число в верхнем индексе) на единицу. После того, как мы выполнили операцию для каждой из цифр, мы складываем все результаты вместе, что дает нам десятичный эквивалент шестнадцатеричного числа.
Чтобы сэкономить время, мы будем использовать преобразователь шестнадцатеричных чисел в десятичные, который сделает всю работу за нас. When we enter in our hexadecimal hash, we find that:
23db6982caef9e9152f1a5b2589e6ca3
Is the hexadecimal version of:
47,662,232,879,966,347,151,498,352,140,906,032,291
The reasons why MD5 hashes are usually written in hexadecimal go beyond the scope of the article, but at least now вы понимаете, что буквы на самом деле просто представляют другую систему счета.
128-битный хэш имеет длину всего 32 символа, потому что каждый символ занимает четыре бита информации, а 128, разделенное на четыре, равно 32. Другими словами, каждый байт информации (байт эквивалентен восьми битам) может представлять два шестнадцатеричных символа.
Алгоритм MD5
Как функция HASH MD5 превращает фразу, такую как «они детерминированные» в:
23DB6982CAEF9E9152F1A5B2589E6CA3 39
9. ?
Как он может гарантировать, что любой другой ввод не сможет иметь такой же вывод (MD5 больше не делает этого, потому что он небезопасен, но лежащий в основе механизм по-прежнему актуален)?
Если вы хотите вникнуть в каждый шаг того, как MD5 превращает ввод в фиксированный 128-битный хеш, перейдите к нашей статье Алгоритм MD5 (с примерами). Он углубляется в механику происходящего и во многие процессы, связанные с изменением ввода в хэш. Все это происходит в одно мгновение, но под капотом хеш-функции MD5 происходит много математических операций.
В этом разделе мы не будем вдаваться в подробности, а вместо этого рассмотрим аспекты MD5, из которых состоит его конструкция как криптографического алгоритма хеширования.
MD5 использует функцию одностороннего сжатия, которая представляет собой тип криптографической функции, не связанной с алгоритмами сжатия данных, с которыми вы, возможно, более знакомы (например, с теми, которые используются для уменьшения размера видео- и аудиофайлов).
Эти функции одностороннего сжатия принимают два входа фиксированной длины и превращают их в один выход той же фиксированной длины . Например, два 128-битных входа приведут к одному 128-битному выходу.
Если вы были внимательны, то, возможно, поняли, что это противоречит одному из основных требований к криптографической хеш-функции, что они могут принимать входные данные любой длины и всегда выводить хэш фиксированного размера.
Функции одностороннего сжатия не могут обрабатывать переменные входные данные, поэтому MD5 обходит это, дополняя свои данные, чтобы убедиться, что они всегда обрабатываются в 512-битных блоках данных. Когда ввод больше 512 бит, он просто использует несколько блоков, дополняя последний блок дополнительными данными, чтобы убедиться, что он также 512-битный.
Криптографические хеш-функции, устойчивые к коллизиям
Коллизия — это когда два разных ввода приводят к одному и тому же хешу. Устойчивость к коллизиям невероятно важна для обеспечения безопасности криптографической хэш-функции. Хеш-функция, устойчивая к коллизиям, разработана таким образом, что хэш одного входа не может совпадать с хэшем другого входа. Когда злоумышленникам удобно создавать два одинаковых хэша из двух разных входных данных, это подрывает безопасность криптографической хэш-функции.
Чтобы эти так называемые атаки столкновений сработали, злоумышленник должен иметь возможность манипулировать двумя отдельными входными данными в надежде в конечном итоге найти две отдельные комбинации с совпадающим хэшем . Это контрастирует с атакой по прообразу, когда злоумышленник должен найти входные данные, соответствующие определенному значению хеш-функции.
Атаки со столкновением представляют серьезную угрозу в мире кибербезопасности. Мы рассмотрим пример, чтобы проиллюстрировать, как два совпадающих хэша для отдельных входных данных могут быть проблематичными в реальном мире.
Предположим, что Злой Сотрудник работает в Фирме A. ему поручено создать счет-фактуру на 1 000 000 долларов США для отправки в Фирму B . Злой сотрудник придумывает схему, позволяющую сделать одну версию счета-фактуры законной, в которой, по сути, говорится: «Фирма B должна заплатить фирме A 1 000 000 долларов». Затем Злой Сотрудник создает еще одну версию зла, в которой говорится: «Фирма Б должна заплатить Злому Сотруднику 1 000 000 долларов».
Злой сотрудник возится с обоими контрактами, меняя формулировку, шрифты, интервалы и все остальное. Они перебирают бесчисленные комбинации законной и злой версии, пока, наконец, не находят версии обеих, которые имеют одинаковый результат при проталкивании через хеш-функцию.
Затем Злой Сотрудник показывает законный счет-фактуру своему боссу. Босс подписывает его своей цифровой подписью, чтобы доказать, что счет-фактура авторизован. Затем Злой Сотрудник меняет счета-фактуры и отправляет злонамеренный счет фирме Б вместе с цифровой подписью босса, которая была сделана для законного счета-фактуры.
Поскольку хэши как законного, так и недобросовестного документа одинаковы (они сталкиваются), когда фирма Б отправится проверять цифровую подпись, они никогда не узнают, что подмена произошла. Злой Сотрудник в конечном итоге получит крутую сумму в 1 000 000 долларов на своем банковском счете и уже будет в другой стране, прежде чем кто-либо поймет, что произошло.
Хэши составляют важную часть процесса проверки цифровой подписи, который лежит в основе большей части нашей онлайн-безопасности. Когда криптографическая хэш-функция не устойчива к коллизиям, она позволяет преступникам совершать широкий спектр мошеннических схем, которые подрывают систему цифровой подписи.
Конструкция Меркла-Дамгарда
Как мы уже говорили, хэш-функция MD5 включает функции одностороннего сжатия.
В частности, хеш-функция MD5 включает функции одностороннего сжатия с конструкцией Меркла-Дамгарда. Это метод проектирования, целью которого является превращение устойчивых к коллизиям функций сжатия в устойчивые к коллизиям криптографические хеш-функции.
Конструкция Меркла-Дамгарда опирается на формальное доказательство того, что если функция одностороннего сжатия устойчива к коллизиям, то устойчива и хэш-функция, которая ее использует. На самом деле цель конструкции Меркла-Дамгарда — просто расширить функцию сжатия, устойчивую к коллизиям, и сделать ее способной принимать входные данные переменной длины, а не входные данные фиксированного размера, которые они обычно обрабатывают.
Этот элемент дизайна MD5 является одним из ключевых компонентов для превращения функции сжатия в криптографическую хеш-функцию, которая может принимать любые входные данные, но всегда будет возвращать выходные данные фиксированной длины.
Хэш Меркла-Дамгарда Дэвида Готберга под лицензией CC0
с аналогичной конструкцией Меркла-Дамгарда, показанной на изображении выше. Алгоритм MD5 разбивает исходный ввод на блоки фиксированного размера, обрабатывая каждый из них с помощью функции сжатия вместе с выводом предыдущего раунда.
Это свойство конструкции Меркла-Дамгарда было важным аспектом того, что в прошлом делало хеш-функцию MD5 безопасной.
Слабые места безопасности MD5
Как мы уже упоминали, MD5 больше не считается безопасной хэш-функцией. Его проблемы с безопасностью начались в девяностых, вскоре после его первого выпуска. Хотя это не стало смертельным ударом по безопасности MD5, в 1993 году Берт ден Бур и Антун Босселарс опубликовали статью, в которой критиковались изменения, внесенные при обновлении с MD4 до MD5. Босселарс и ден Бур обнаружили, что они могли создавать коллизии для функции сжатия MD5 внутри MD5 , но не для функции MD5 в целом.
Эти столкновения были названы псевдо-столкновениями в статье, опубликованной Гансом Доббертином в 1996 году. В статье Доббертина обсуждался более серьезный недостаток MD5. Если злоумышленник смог выбрать начальное начальное значение для буфера, а не то, которое задано алгоритмом, а также смог выбрать два очень похожих, но немного разных входных сообщения, то злоумышленник может создать один и тот же хеш. для обоих входов .
В документе Доббертина показано более тревожное столкновение, чем псевдо-столкновение, задокументированное Босселарсом и ден Буром, но опять же, оно не нарушило общую функцию MD5. Еще раз, это было столкновение с функцией сжатия, а не с общей функцией MD5. Хотя это был еще один тревожный признак, хэш-функция MD5 все еще считалась безопасной на этом этапе.
Растущая угроза из-за MD5-коллизий
Исследователи безопасности стали опасаться хеш-функции MD5, но она по-прежнему широко использовалась. Только в 2004 году исследователи опубликовали более серьезное столкновение. Статья Сяоюнь Вана и Хунбо Юй Как взломать MD5 и другие хэш-функции представил метод поиска коллизий в хеш-функции MD5 в течение часа.
Техника исследователей заключалась в том, чтобы найти пару входных сообщений, которые имели определенные математические отношения друг с другом. Используя то, что в то время было высокопроизводительным сервером, они смогли найти такие коллизии всего за 15 минут. Эта атака была первой, которая показала возможность коллизий хеш-функции MD5 в целом.
За ним в 2005 году последовала статья, в которой столкновение демонстрировалось в более практическом плане. В Colliding X.509 сертификаты , Arhen Lenstra, Xiaoyun Wang и Benne de Weger показали, что коллизии MD5 могут привести к двум отдельным сертификатам X.509 с одной и той же цифровой подписью.
Безопасность в Интернете основана на доверии к инфраструктуре открытых ключей, основным компонентом которой являются эти сертификаты. Коллизии MD5 сделали возможным создание двух отдельных протоколов X. 509.сертификаты для обоих имеют одинаковую подпись от эмитента.
Эти сертификаты имеют решающее значение в экосистеме безопасности, поскольку они связывают личность объекта и его секретный ключ. Если два сертификата могут иметь одинаковую подпись, то невозможно узнать, кто из них является истинным владельцем секретного ключа. Это представляет огромную угрозу безопасности нашего онлайн-мира.
Всего несколько дней спустя дела MD5 стали выглядеть еще хуже. Властимил Клима опубликовал статью с подробным описанием метода обнаружения первого блока, который предположительно был в 1000-2000 раз быстрее, чем метод, разработанный Вангом и др. В то время как группа Ванга и др. могла найти второй блок гораздо быстрее, по оценке Климы. что новый метод в целом был в три-шесть раз быстрее. В статье Климы говорится, что первое столкновение можно было обнаружить за восемь часов на скромном ноутбуке с тактовой частотой 1,6 ГГц.
Эта атака была еще более тревожной, потому что она не только могла быть использована для подделки цифровых подписей, но и показала, что атака была в пределах досягаемости обычного хакера.
MD5 не работает
К концу 2005 года даже создатель MD5 Рон Ривест заявил, что хеш-функция «явно сломана».
В 2009 году Ю Сасаки и Кадзумаро Аоки предложили атаку на прообраз. Однако эта атака имеет сложность 2123.4, что даже близко не реализуемо. Никаких практических атак на прообразы против MD5 пока не обнаружено.
В 2010 году исследователи Тай Се и Денго Фэн опубликовали информацию о столкновении только с одним блоком. До этой статьи были обнаружены только многоблочные столкновения. Се и Фенг нашли два отдельных ввода сообщений, которые дали одно и то же значение хеш-функции. Однако они не стали публиковать подробности своей техники, заявив, что утаили их из соображений безопасности. Еще одно столкновение одного блока было обнаружено Марком Стивенсом в 2012 году.
Хотя MD5 считался все более небезопасным после каждой публикации, только в 2011 году Инженерная рабочая группа Интернета (IETF) опубликовала новый RFC с рекомендациями по обновленным соображениям безопасности. RFC считает, что MD5 больше не подходит в ситуациях, когда требуется устойчивость к коллизиям, например, для цифровых подписей. Тем не менее, он по-прежнему разрешал MD5 для кодов аутентификации сообщений на основе хэшей (HMAC).
Несмотря на известные проблемы безопасности MD5, хэш-функция по-прежнему широко применялась в течение нескольких лет после обновления.
Приложения MD5
Криптографические хеш-функции, такие как MD5, широко используются в кибербезопасности. Они наиболее широко используются в различных типах аутентификации и цифровых подписях.
Ранее в статье мы перечислили множество странных свойств криптографических хеш-функций. Эти требования (например, необходимость быть детерминированными односторонними функциями) не были каким-то бессмысленным интеллектуальным упражнением. Вместо этого эти аспекты были выбраны потому, что они делают криптографические хэш-функции полезными.
Давайте начнем с обсуждения распространенного, но противоречивого применения MD5, хранения и проверки паролей.
Криптографические хеш-функции и проверка пароля
Прежде чем мы обсудим, как MD5 используется в процессе проверки пароля, давайте немного вернемся назад и посмотрим на систему в целом.
У вас есть десятки различных онлайн-аккаунтов (надеюсь, с надежными и уникальными паролями для каждого). Когда вы создаете каждую учетную запись или меняете свой пароль, вы можете предположить, что веб-сайт где-то хранит ваш пароль. Как еще веб-сайт может проверить правильность введенного вами пароля?
Предположим на мгновение, что он хранит ваш пароль. Что произойдет, если злоумышленник взломает системы веб-сайта и украдет базу паролей? Каждая учетная запись пользователя будет скомпрометирована, а пользователи, использующие один и тот же пароль для каждой из своих учетных записей, будут уязвимы на всех сайтах, на которые они входят (именно поэтому пароли должны быть уникальными).
Риск катастрофы из-за утечки данных делает хранение паролей плохой идеей, независимо от того, насколько хорошо веб-сайт считает свою безопасность. К счастью, криптографические хеш-функции дают нам гораздо лучший вариант, и мы надеемся, что все ваши онлайн-аккаунты действительно используют их.
Вместо того, чтобы напрямую сохранять ваш пароль, веб-сайты могут настроить свои поля ввода пароля для его немедленного хеширования и хранить только этот хэш . Всякий раз, когда пользователь входит в систему, введенный им пароль немедленно хешируется (опять же, никогда не сохраняется).
Затем этот хэш сравнивается с хэшем пароля, который веб-сайт хранит в своей базе данных. Если два хэша совпадают, веб-сайт знает, что был введен правильный пароль, и предоставляет пользователю доступ.
Прелесть этой системы в том, что сайту никогда не нужно хранить копии каких-либо паролей пользователей, единственное, что ему нужно хранить, это хэши. Если это так, то когда хакер проникает в систему и крадет базы паролей, это далеко не так плохо. Это связано с тем, что хэши являются односторонними функциями, и их нецелесообразно обращать в обратном порядке, чтобы вычислить ввод.
К вышеуказанному пункту есть ряд предостережений, в том числе то, что использовался безопасный алгоритм криптографического хеширования, а также добавление солей и т. д. Эти предостережения гораздо более строги для MD5, поскольку он не считается безопасным как автономный алгоритм хеширования паролей. Мы обсудим это более подробно позже. 9». Этот хэш-калькулятор может играть роль веб-сайта, который хэширует и хранит ваш пароль. Когда вы впервые вводите новый пароль, веб-сайт сразу же преобразует его в хэш и сохраняет:
80ddfe44955c5e3da8b2292463682f28
Веб-сайт никогда не сохраняет ваш пароль. Каждый раз, когда вы входите в систему, вы вводите свои данные в поле, и сайт сразу же их хеширует. Он сравнивает этот хэш с тем, который хранится на его серверах. Если они совпадают, он предоставляет вам доступ в свои системы. Опять же, сам пароль никогда не сохраняется.
Если на веб-сайте есть соответствующие системы для обработки и хранения этих хэшей паролей, не имеет большого значения, если злоумышленник (опять же, с оговорками) украдет базу данных. Злоумышленник может сколько угодно стараться, но подобрать достаточно надежный пароль из его хэша не сможет (предостережения).
Они могут попытаться ввести его в качестве входных данных для хеш-калькулятора, но это не сработает, потому что криптографические хэш-функции являются односторонними. Они могут искать по всему Интернету и пробовать каждую технику, которую найдут, но вернуться ни с чем (предостережения).
MD5 и проверка пароля
MD5 по-прежнему используется для хранения паролей пользователей. Как мы уже упоминали, MD5 в настоящее время считается чрезвычайно небезопасным, особенно для приложений, требующих устойчивости к коллизиям. Но что это означает в контексте хеширования паролей?
Тот факт, что MD5 уязвим для коллизий, на самом деле не влияет на его безопасность в контексте хеширования паролей. Это связано с тем, что злоумышленник может манипулировать только одним из входных данных при попытке найти соответствующий хэш пароля. Другой вход уже выбран пользователем (обратитесь к пункту 9). 0332 Устойчивые к коллизиям криптографические хэш-функции для дальнейшего разъяснения того, почему атаки коллизиями подходят для других сценариев).
Когда дело доходит до хеширования паролей, более важно, чтобы хэш-функция была устойчива к прообразу, что по-прежнему соответствует MD5 . Однако есть и другие факторы, которые делают MD5 непригодным для хеширования паролей. Алгоритм слишком быстрый и по умолчанию не имеет соли, что позволяет злоумышленникам быстро угадывать миллионы или миллиарды паролей.
Скорость алгоритма и отсутствие соли означают, что короткие и несложные пароли, хешированные с помощью хеш-функции MD5, уязвимы для атак с помощью радужных таблиц. Они также уязвимы для атак грубой силы. Если злоумышленнику удастся украсть базу данных паролей, хешированных с помощью MD5, скорость MD5 позволит ему быстро подобрать пароли, соответствующие хэшам в базе данных.
Учитывая, что многие люди до сих пор используют короткие или распространенные пароли, хэши паролей MD5 могут не занять много времени для подбора. Это представляет серьезный риск для многих пользователей, о чем свидетельствует взлом пароля CynoSure Prime после утечки данных Эшли Мэдисон. Группе удалось вычислить миллионы паролей всего за несколько часов , потому что пароли и имена пользователей были хешированы с помощью MD5.
Хеши MD5 могут быть безопасными, если у пользователя невероятно длинный и надежный пароль. Они также могут быть безопасными, когда вместе с ними используются как соление, так и растяжение клавиш. Однако гораздо проще и менее подвержены фатальным ошибкам, если разработчики хэшируют свои пароли с помощью безопасного по умолчанию параметра, такого как bcrypt, Argon2 или scrypt. Из-за этих проблем Национальный институт стандартов и технологий больше не рекомендует MD5 для хеширования паролей.
Проверка данных
MD5 также применяется для проверки данных, но прежде чем мы обсудим его достоинства, важно понять различные типы проверки данных. Один тип проверки данных включает в себя проверку данных на предмет их целостности , чтобы определить, не были ли они случайно повреждены. Под поврежденными мы говорим о том, были ли данные изменены непреднамеренно, что привело к ошибкам. Это может произойти несколькими невинными способами, в том числе:
Ошибки в программном обеспечении.
Ошибки передачи данных.
Проблемы с носителем.
Ошибки записи, возникшие при перемещении или копировании файлов.
Если данные повреждены, они могут больше не работать должным образом. Пользователи могут получить сообщение об ошибке при попытке доступа к нему, или часть информации может быть потеряна.
Во многих ситуациях нам также необходимо иметь возможность проверять подлинность данных . Под этим мы подразумеваем, что нам нужно убедиться, что данные не были тайно изменены, пока они находились в хранилище или в пути. Например, хакеры часто модифицируют данные для внедрения вредоносных программ, а затем пытаются выдать их за безобидный оригинал. Невольные люди могут скачать его, думая, что это что-то безобидное, а в итоге придется бороться с вирусом, тайно спрятанным внутри.
И проверка целостности, и проверка подлинности имеют свои роли. Люди могут захотеть найти в своей системе поврежденные файлы, чтобы убедиться, что они не потеряли данные. В этом случае они хотели бы проверить целостность файла. С другой стороны, при загрузке программы из Интернета рекомендуется проверять подлинность данных, чтобы убедиться, что они не были изменены хакерами.
Криптографические хеш-функции можно использовать как для проверки целостности, так и для проверки подлинности, но MD5 подходит только для проверки целостности.
Проверка целостности данных MD5
В этих ситуациях хэш-функция MD5 может использоваться как функция контрольной суммы. Основной принцип заключается в том, что каждый файл проходит через функцию контрольной суммы MD5 для создания соответствующего хэша MD5.
Файлы периодически обрабатываются функцией, каждый раз производя хэши. Как мы уже говорили, криптографические хеш-функции, такие как MD5, являются детерминированными, и результат для заданного ввода всегда одинаков. Даже незначительные изменения во входных данных приводят к совершенно другому хешу.
Эти свойства позволяют нам сравнивать хэши файлов во времени. Если хешированный вывод файла такой же, как и в начале, то мы знаем, что данные не были повреждены с момента их первого хеширования.
Если даже небольшое количество данных было изменено или изменено с течением времени, мы увидим совсем другой хэш. Это предупреждает нас о повреждении, что означает, что мы можем предпринять шаги, чтобы попытаться восстановить данные или заменить их версией из предыдущей резервной копии.
Хотя верно то, что MD5 слаб против атак столкновений, это не представляет большой проблемы при использовании алгоритма в качестве контрольной суммы для проверки целостности данных. Два отдельных файла могут иметь одинаковое хэш-значение, но вероятность того, что файл будет поврежден таким специфическим образом, что он по-прежнему будет создавать один и тот же хэш, настолько маловероятна, что об этом не стоит беспокоиться.
Проблемы с MD5 и аутентификацией данных
В случаях, когда данные могут быть изменены злонамеренно, MD5 небезопасно использовать, поскольку он не устойчив к коллизиям. Если используется MD5, создатели файлов могут попробовать тот же метод, который обсуждался в разделе 9.0332 Раздел криптографических хеш-функций, устойчивых к коллизиям, для создания двух разных файлов с одним и тем же хэшем. Один из них может быть законным, а другой вредоносным.
Если вы загрузите файл и сравните его с исходным хэшем MD5, вы не сможете определить, является ли он законной или вредоносной версией. Хэш будет совпадать в обоих случаях. Это означает, что на MD5 нельзя полагаться для подтверждения подлинности данных.
По тем же причинам MD5 не подходит для других приложений, где требуется аутентификация, например, для цифровых подписей и SSL-сертификатов. В тех случаях, когда вы хотите проверить подлинность данных и убедиться, что они не были подделаны, лучше всего использовать устойчивую к коллизиям хеш-функцию, такую как SHA-256, вместо небезопасной MD5.
Идентификация файлов с помощью MD5
MD5 можно использовать для идентификации файлов в ситуациях, когда существует ограниченный риск манипулирования файлами злоумышленниками и возникновения коллизий. Если вы хотите прикрепить уникальный хэш для легкой идентификации каждого файла, вам не нужно слишком беспокоиться о коллизиях. Вероятность того, что два ваших файла будут иметь одинаковый хэш-идентификатор, настолько мала, что вам не о чем беспокоиться.
Proof-of-work
С ростом популярности блокчейн-проектов и криптовалют эти технологии могут стать одной из самых распространенных областей, где неспециалисты сталкиваются с хешированием. Хеш-функции необходимы для схем доказательства работы, которые проверяют транзакции криптовалюты, а также добывают новые монеты.
Этот процесс выполняется компьютерами, соревнующимися друг с другом, чтобы показать, что они выполнили «работу», что на самом деле означает, что они прогоняли хеш-функцию бесчисленное количество раз с разными входными данными, чтобы найти входные данные, которые производят хэш с заданное количество нулей.
MD5 не подходит для системы проверки работоспособности, используемой в биткойнах, потому что она просто слишком быстра. Если бы MD5 была хеш-функцией Биткойна, майнеры слишком быстро нашли бы правильный результат, и время блока было бы намного быстрее, чем предпочтительное время около 10 минут. Вместо этого в качестве хеш-функции Биткойна используется SHA-256.
Альтернативы MD5
Принимая во внимание вопросы безопасности MD5, он больше не подходит ни в одной ситуации, где требуется защита от столкновений. В большинстве случаев вместо него рекомендуется использовать SHA-256 или его аналоги (SHA-224, SHA-384, SHA-512, SHA-512/224, SHA-512/256).
Семейство хэш-алгоритмов SHA-3 было выпущено NIST в 2015 году. Однако оно еще не получило широкого распространения, поскольку SHA-256 и его родственники по-прежнему считаются безопасными. Со временем мы ожидаем увидеть более серьезные атаки на SHA-256. Когда они станут более практичными, техническое сообщество постепенно перейдет к более безопасным функциям хеширования. Но, как мы видели в случае с MD5, вполне вероятно, что ряд разработчиков будут продолжать использовать старые алгоритмы небезопасным образом даже после того, как мы узнаем о проблемах безопасности.
Мы уже давно знаем о проблемах MD5, поэтому тем, кто продолжает использовать его небезопасными способами, нет оправдания. В этих случаях это представляет серьезную угрозу и должно быть устранено как можно скорее. Если вы столкнулись с провайдером, который по-прежнему использует MD5 для обеспечения безопасности, вероятно, лучше переключиться на конкурента, потому что кто знает, какие еще плохие методы у них есть.
Алгоритм MD5 — узнайте все о расшифровке MD5-хеширования
Дайджест сообщения 5 или, короче, MD5 — это криптографический алгоритм хеширования и односторонняя функция, которая принимает сообщение произвольной длины и сжимает его для создания 128-битного дайджеста. Эти хэши MD5 представлены с использованием 32 шестнадцатеричных символов — например, дайджест MD5 «Hello» равен 09. f7e02f1290be211da707a266f153b3. Криптографические хэши используются для проверки целостности файлов, хранения секретной информации, такой как пароли, в базах данных или преобразования данных в выходные данные фиксированной длины.
В среде Windows можно получить хеш-дайджест файла MD5 с помощью команды Get-FileHash в командной строке.
Get-FileHash -Алгоритм MD5
Теперь посмотрим, как MD5-хэши используются для проверки целостности других файлов. Очень часто, когда вы загружаете какой-либо файл из Интернета, вы видите, что владельцы веб-сайтов отображают хеш-значения пакетов, которые вы загружаете. Это делается для того, чтобы данные в пути не были скомпрометированы, когда они достигнут вашего конца. Если в случае, если он скомпрометирован, вы можете определить это по хеш-значению, что оба пакета разные.
Вот скриншот веб-сайта, предоставляющего пользователям хэш md5 для проверки загрузки файла образа ОС.
Другой вариант использования хеш-алгоритма MD5 — хранение паролей. С ростом утечек данных, раскрывающих пароли пользователей в открытом виде, разработчики во всем мире приспособились хранить конфиденциальную информацию, такую как пароли, в хешированном формате, а не в обычном тексте, так что даже если пароли взломаны, трудно просто получить пароль в открытом виде. глядя на хэш.
Вот простой код на Python 3, который принимает строку в качестве входных данных и возвращает значение HASH строки.
Импорт Hashlib
Пароль = вход ( «Введите значение секрета» )
). 8′ )).hexdigest())
Для заданного пароля admin@123 , приведенная выше программа выдает 4ba5961e53c25141805b00806740d069 хеш.
Давайте теперь посмотрим, как расшифровывать хэши MD5. Если вы до сих пор читали блог, вы бы поняли, что алгоритм хеширования MD5 или любые другие алгоритмы хеширования являются односторонними алгоритмами хеширования и необратимы, что означает, что мы можем получить хэш любого сообщения, передав его алгоритму MD5, но наоборот, получить сообщение, если задан хэш, невозможно. Отсюда и название необратимых и односторонних хеш-функций. Итак, вся концепция расшифровка хэша не соблюдает такие алгоритмы хеширования, такая концепция будет соблюдать только криптографические алгоритмы, которые принимают секрет вместе с сообщением и шифруют содержимое, такие как алгоритмы 3DES, AES.
Сказав это, существует несколько хаков, с помощью которых мы можем получить пароль в открытом виде из хэша.
Атака методом грубой силы
Атака по словарю
Атака по радужной таблице
Атака методом грубой силы использует метод проб и ошибок для генерации всех комбинаций строк. Затем эти строки передаются алгоритму MD5 для получения хеш-значений. Теперь хэш для расшифровки просматривается в сгенерированных хэшах, и если он найден, мы уже знаем, какой простой текст создал этот хеш. Таким образом, несмотря на то, что нам не удалось получить пароль из хэша, мы используем метод проб и ошибок, чтобы получить соответствующий хэш и отследить его до открытого текста.
Вся концепция использования надежных паролей заключается в защите от таких атак грубой силы. В зависимости от длины и сложности пароля взлом пароля может занять от нескольких секунд до многих лет. Если ваш пароль, скажем, « 12345 » , компьютерной программе потребуется секунда, чтобы получить эту комбинацию строк с заданным набором чисел. Принимая во внимание, что если ваш пароль соответствует строгой политике паролей, такой как использование как прописных, так и строчных букв, включение одной или нескольких цифр и специальных символов, таких как @, #, $, очевидно, что возможно большее количество комбинаций. на взлом хэша уходят годы.
Вот программа на python, которая использует библиотеку itertools в python для генерации хэшей с различными комбинациями строк и выводит обычный текст, если нужный хеш совпадает.
из цепочки импорта itertools, product
import hashlib
import string
def bruteforce(charset, maxlength):
return (. join(ch)
для ch в цепочке. )
для i в диапазоне (1, maxlength + 1)))
passwordhash = input(«введите хэш для взлома: «)
для простого текста в bruteforce(string.ascii_lowercase, 10):
bruteforcedhash = hashlib.md5(plaintext.encode(‘utf-8’)).hexdigest()
Если BruteforcedHash == PasswordHash:
Print («Простой текст данного хэша em», «Плосой текст»)
Брейк
Выход:
>>> Введите hash to to Crack: 47bce5c5c7f5c7f5c7f5c7f5c7f5c7f5c7f5c7f5c7f5c7f5c7f5c7f5c78881881881818181818189998999818189998189 гг. простой текст данного хеша равен aaa
Атака по словарю — это метод атаки методом грубой силы для взлома шифра путем попытки определить его ключ дешифрования или фразу-пароль путем перебора тысяч или миллионов вероятных возможностей, таких как слова из словаря или ранее использованные пароли вместо случайных комбинаций строк.
Наиболее часто используемые пароли заархивированы и доступны в Интернете. Злоумышленники используют такой список слов для взлома хэшей паролей. Следовательно, рекомендуется не использовать один и тот же пароль повторно или не использовать стандартные и простые пароли, такие как admin@123 и т. д. Использование метода грубой силы для пароля, такого как admin@123, требует нескольких лет для взлома, так как программе приходится повторять набор паролей. цифры, специальные символы и символы, тогда как тот же самый хэш пароля может быть легко взломан с помощью списка слов, содержащего часто используемые пароли, или атаки по словарю.
Эта программа Python, приведенная ниже, выполняет итерацию по списку слов вместо создания случайных комбинаций слов и пытается найти открытый текст данного хеша.
import hashlib
import string
passwordhash = input(«введите хеш для взлома: «)
с open(«words.txt», «r») as fileobject:
content = fileobject. readlines()
для открытого текста в содержимом:
wordhash = hashlib.md5(plaintext.encode(‘utf-8’)).hexdigest()
, если WordHash == PasswordHash:
Print («Простой текст данного хэша -«, обычный текст)
Брейк
Выход:
>>> Внедряйте hash to Crack: 040173.3afcccccccccccccccccccccccccccccccme. > простой текст данного хеша — пароль!
Радужная таблица атака
Ни одна из атак методом грубой силы или атак по словарю не сохраняет хэши слов, которые пытались использовать в будущем, но конкретная атака, называемая атакой на радужную таблицу, сохраняет сгенерированные хэши и увеличивает свою базу данных до быстро взломать любой новый хэш. Это помогает сэкономить вычислительную мощность для создания новых хэшей. Хотя для хранения всех хэшей требуется много памяти, атака с радужными таблицами представляет собой гибридный способ использования функции сокращения для хранения хэшей, чтобы сэкономить как вычисления, так и использование памяти.
В то время как хеш-функция сопоставляет открытый текст с хэшем, функция сокращения в таблице Rainbow сопоставляет хэши с открытым текстом. Обратите внимание, что это не обратная хэш-функция. Если набор открытых текстов определен как [0-9]{6} ({6} указывает, что длина открытого текста должна быть 6).
Рассмотрим хэш строки MD5(123456) -> «e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e». Для этого хеша функция сокращения fn_reduction() может быть такой же простой, как получение первых шести символов из хеша, то есть fn_reduction(«e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e») -> e10adc. Следовательно, мы можем успешно отобразить некоторый простой текст из хэша. Это цель функции сокращения.
И хеш-функции, и функции редукции являются односторонними функциями, отображающими любой из наборов друг в друга. Радужные таблицы представляют собой цепочки этих хэш-функций и функций редукции, которые начинаются с открытого текста, хешируют его и сопоставляют хэш, а затем используют функцию редукции для получить открытый текст, затем снова хэширует обычный текст, чтобы сопоставить его с другим хэшем, и этот процесс продолжается до тех пор, пока для каждого открытого текста не будет сформировано пороговое количество звеньев цепи. Если у злоумышленника есть радужная таблица с хешем для пароля «passw0rd!», любой пользователь, использующий этот пароль, будет иметь такой же хэш, так что пароль можно будет легко взломать. Поскольку большинство людей используют общие пароли или повторно используют пароли, взлом упрощается с помощью радужных таблиц.
After generating many chains, rainbow table might look like this:
123456 -> e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e
dafd2e -> db76bf5d3ab154f473a153ae7f5e0645
[……]
b6e002 -> 018891fbf4e2250899d5f5011035db17
After generating a couple of hashes for random plaintexts, теперь нам нужно искать нужный хеш в любой из вышеперечисленных цепочек.
Алгоритм выглядит следующим образом:
Ищем хэш в списке сгенерированных хэшей, которые мы только что сделали, если мы можем его найти, вырываем его из цикла
Если мы не можем найти хеш, то уменьшим хеш, чтобы получить открытый текст, назовем его plain_text_1 и найдем хэш простого_текста_1, т. е. MD5(plain_text_1)
Продолжаем повторять до тех пор, пока в какой-то момент мы не встретим хэш в список окончательных хэшей
Если какая-либо цепочка состоит из хэша, то цепочка, которая сформировала этот хеш, будет содержать исходный хеш, что означает, что мы можем проследить его до его обычного текста
Таким образом, мы можем добавить интеллекта к алгоритм, в котором хранятся только хэши, связанные с требуемым открытым текстом, что позволяет экономить огромные ресурсы памяти и процессора.
Но каковы методы предотвращения этих атак? К счастью, существует концепция под названием « Salting ». Если вы разработчик, имеющий опыт работы с любыми секретными токенами или паролями, вы наверняка сталкивались с этой техникой. Поэтому перед сохранением хэша пароля непосредственно в базе данных разработчики добавят дополнительную строку, уникальную для каждого пользователя, что сделает хеш никаким образом не связанным с исходным паролем.
Существует несколько рекомендаций по реализации этой техники соления, например, не использовать очень короткие и предсказуемые соли, использовать случайную соль, которая действительно рандомизирует хэш от фактического пароля, вместо того, чтобы постоянная соль добавлялась в конец или начало. Точно так же добавление сведений о пользователе, таких как имя пользователя, электронная почта, в качестве соли тоже слишком предсказуемо.
Наконец, я хотел бы закончить этот блог, заявив, что хэш MD5 скомпрометирован и является уязвимым алгоритмом хеширования. Хэши, сгенерированные с помощью MD5, склонны к коллизиям хэшей, а это означает, что благодаря тщательной настройке нескольких битов данных перед их подачей в алгоритм и с помощью последних достижений в области процессоров, которые привели к увеличению вычислительной мощности, исследователи смогли получить то же самое. hash для двух разных изображений. Подробнее об исследовании можно прочитать в этой статье.
Полное руководство из 5 простых пунктов
Введение
Алгоритм MD5 в основном используется для поиска дайджеста сообщения. По сути, в алгоритме MD5 происходит то, что каждое сообщение дополняется блоками по 512 бит каждый. В основном есть 4 раунда по 16 операций в каждом, что означает, что всего мы выполняем 64 операции в каждом блоке, и вывод каждого блока передается в последующий блок. И снова процесс продолжается до последнего блока. Вывод последнего блока — это дайджест нашего сообщения.
Использование алгоритма MD5
Работа алгоритма MD5
Дайджест выходного сообщения
Преимущества алгоритма MD5
Недостатки алгоритма MD5
1)
Использование алгоритма MD5
Используется для проверки данных в протоколах передачи
Во многих веб-приложениях хэш MD5 используется для предотвращения нарушений безопасности, взлома и т. д. путем повышения безопасности
Алгоритм
MD5 был разработан в основном в целях безопасности, поскольку он принимает любое сообщение и выдает 128-битное хэш-значение в качестве вывода.
2)
Работа алгоритма MD5
Работа алгоритма MD5 состоит из 5 основных этапов. Они есть,
Добавить биты заполнения
Первоначально, когда мы получаем сообщение, оно может быть любого размера, скажем, 5000 бит, 12345 бит и т. д. Для этого сообщения мы добавляем еще несколько битов, которые известны как биты заполнения. И нужно помнить, что биты добавляются таким образом, что результирующее общее количество битов должно быть на 64 бита меньше, чем кратное 512. И когда дело доходит до заполнения, мы добавляем 1 в начале и остальные 0.
Добавление битов длины
На этом шаге вместо битов заполнения мы добавляем биты длины. Первоначально, на первом шаге, мы добавили сообщение таким образом, чтобы общее количество битов в сообщении было на 64 бита меньше, чем число, кратное 512. Теперь мы добавляем биты длины таким образом, чтобы общее количество битов в сообщении сообщение полностью кратно 512. Это означает 64 бита; биты длины, если быть точным, добавляются к сообщению.
Инициализация буфера MD
На этом шаге мы используем 4 буфера по 32 бита каждый. Назовем этот буфер как A, B, C и D соответственно. Использование этих буферов будет известно в следующих шагах. Буферы должны быть инициализированы на этом шаге. Способ инициализации указан ниже. = е, д, г, в, б, а, 9, 8
Г = 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0
Обработка каждого 512-битного блока
Ранее было сказано, что будет 64 процесса, разбитых на 4 раунда по 16 процессов. Мы используем 4 разные функции для 4 разных раундов. Здесь используются функции F, G, H и I соответственно.
На предыдущем шаге мы инициализировали буферы, а именно A, B, C и D. После операции округления вывод также будет A ₁ , B ₁ , C _1, и D ₁ .
Выход B будет подаваться на C _1, C в D _1, и D в A ₁ . A также будет передан в B ₁, но после некоторой обработки.
Сначала берутся выходные данные B, C и D, и к ним применяется функция F. Мы будем делать сложение по модулю на 2 ³² бит для вывода этого с A. Для этого мы добавляем 32-битное сообщение и снова делаем сложение по модулю на 2 ³² бит. Затем мы добавляем к выходу 32-битную константу и еще раз складываем по модулю на 32 бита. Наконец, мы делаем сдвиг влево на s (s может быть любым значением) и складываем по модулю на 2 ³² .
Результат будет отправлен на b ₁ . Таким образом, мы получили вывод для всех 4 буферов. Это одна операция с использованием F-функции. Всего будет 16 операций с использованием функции F, а затем 16 операций с использованием функций G, H и I, всего 64.
Результат, который мы здесь получим, будет начальным блоком следующего 512-битного блока.
3)
Дайджест выходного сообщения
Этот процесс продолжается до тех пор, пока не будет обработан последний блок из 512 бит. Вывод последнего 512-битного блока в конечном итоге является дайджестом нашего сообщения. На выходе мы получаем блоки по 32 бита. Итак, получается 4 блока по 32 бита, что в конечном итоге означает 128-битный вывод. Итак, здесь мы передаем 512 бит и получаем 128 бит на выходе.
4)
Преимущества алгоритма MD5
Алгоритм MD5 очень полезен, так как он немного проще для хранения и сравнения небольших хэшей, чем большой текст переменной длины.
Они используются для хранения паролей в 128-битной форме в UNIX.
И легко составить дайджест сообщения из исходного сообщения.
5)
Недостатки алгоритма MD5
Одним из условий алгоритма MD5 является невозможность создания одной и той же хеш-функции для двух разных входных данных. Но это было возможно, что усугубляло его недостаток.
Также известно, что
MD5 работает медленно по сравнению с другими алгоритмами, такими как SHA-I
.
Заключение
Хотя в использовании алгоритма MD5 есть недостатки, мы должны также сосредоточиться на достоинствах использования этого алгоритма. Это действительно быстрее и проще в использовании. И многие разработки уже на подходе.
Итак, вы решили сделать карьеру в области кибербезопасности? Посетите наш мастер-сертификат по кибербезопасности (Red Team) для получения дополнительной помощи. Это первая программа по наступательным технологиям в Индии, которая позволяет учащимся практиковаться в смоделированной экосистеме в реальном времени, что даст им преимущество в этом конкурентном мире.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ
Этический взлом: подробное руководство в 2 020
Что такое MD5? Понимание алгоритмов дайджеста сообщения
Алгоритм дайджеста сообщения MD5 — это криптографический хэш, который используется для создания и проверки цифровых подписей или дайджестов сообщений. MD5 по-прежнему широко используется, несмотря на то, что более десяти лет назад он был объявлен «криптографически взломанным».
Как криптографический хеш, он имеет известные уязвимости в системе безопасности, в том числе высокий потенциал коллизий, когда два разных сообщения заканчиваются одним и тем же сгенерированным значением хеш-функции.
MD5 можно успешно использовать для некриптографических функций, в том числе в качестве контрольной суммы для проверки целостности данных от непреднамеренного повреждения. MD5 — это 128-битный алгоритм. Несмотря на известные проблемы с безопасностью, он остается одним из наиболее часто используемых алгоритмов дайджеста сообщений.
Что такое алгоритм дайджеста сообщения MD5?
Алгоритм дайджеста сообщений MD5, опубликованный около 30 лет назад как RFC 1321, до сих пор широко используется. Используя алгоритм MD5, можно создать 128-битный более компактный вывод из входного сообщения переменной длины. Это тип криптографического хэша, предназначенный для создания цифровых подписей, безопасного сжатия больших файлов в более мелкие и последующего их шифрования с помощью закрытого (или секретного) ключа для сопоставления с открытым ключом.
MD5 также можно использовать для обнаружения повреждения файлов или непреднамеренных изменений в больших коллекциях файлов в качестве реализации командной строки с использованием распространенных компьютерных языков, таких как Java, Perl или C. Затем MD5 можно использовать в качестве контрольной суммы для проверки целостности данных и цифровые подписи. Другие некриптографические функции MD5 могут включать его использование для определения раздела для определенного ключа в многораздельной базе данных.
MD5 можно использовать для печати (генерации) или проверки (проверки) 128-битных криптографических хэшей. Однако у MD5 есть несколько серьезных хорошо задокументированных уязвимостей и недостатков. Из-за этого его не следует использовать в целях безопасности.
История использования MD5
Разработанный как расширение криптографической хэш-функции MD4, MD5 был создан Рональдом Ривестом из RSA Data Security, Inc . и Лабораторией компьютерных наук Массачусетского технологического института в 1991 году, чтобы заменить эту более раннюю версию, которая считалась небезопасной. Год спустя он был опубликован в открытом доступе. Всего через год была обнаружена «псевдоколлизия» функции сжатия MD5.
Хронология обнаруженных (и использованных) уязвимостей MD5 выглядит следующим образом:
В 1996 году сообщалось о полной коллизии, и криптографы рекомендовали заменить MD5 другой криптографической хеш-функцией, такой как SHA-1.
В начале 2004 года начался проект, доказывающий, что MD5 уязвим для атаки дня рождения из-за небольшого размера хеш-значения в 128 бит.
К середине 2004 года аналитическая атака была завершена всего за час, что позволило создать коллизии для полного MD5.
В 2005 году была продемонстрирована практическая коллизия с использованием двух сертификатов X.509 с разными открытыми ключами и одинаковым хеш-значением MD5. Несколько дней спустя был создан алгоритм, который мог создавать коллизии MD5 всего за несколько часов.
Годом позже, в 2006 году, был опубликован алгоритм, использующий туннелирование для поиска коллизий в течение одной минуты на одном ноутбуке.
В 2008 году MD5 был официально объявлен «криптографически взломанным», поскольку хэши MD5 могут создавать конфликты с доверенным X.509.сертификаты, выданные известными центрами сертификации (ЦС).
Несмотря на известные уязвимости и проблемы безопасности, MD5 по-прежнему используется сегодня, хотя сейчас существуют более безопасные альтернативы.
Проблемы безопасности с MD5
Считается, что безопасность хеш-функции MD5 серьезно нарушена. Столкновения можно обнаружить за считанные секунды, и их можно использовать в злонамеренных целях.
На самом деле, в 2012 году шпионское ПО Flame, проникшее на тысячи компьютеров и устройств в Иране, считалось одной из самых серьезных проблем безопасности года. Flame использовала коллизии хэшей MD5 для создания поддельных сертификатов обновлений Microsoft, используемых для аутентификации критически важных систем. К счастью, уязвимость была обнаружена быстро, и было выпущено обновление программного обеспечения, закрывающее эту дыру в безопасности. Это связано с переходом на использование SHA-1 для сертификатов Microsoft.
Конфликт хэшей возникает, когда два разных входа создают одно и то же значение хеш-функции или выход. Безопасность и шифрование хеш-алгоритма зависят от генерации уникальных хеш-значений, а коллизии представляют собой уязвимости в системе безопасности, которыми можно воспользоваться.
Злоумышленники могут инициировать коллизии, которые затем отправят цифровую подпись, которая будет принята получателем. Несмотря на то, что это не фактический отправитель, коллизия предоставляет то же значение хеш-функции, поэтому сообщение злоумышленника будет проверено и принято как легитимное.
Какие программы используют MD5?
Несмотря на известные проблемы с безопасностью, MD5 по-прежнему используется для хеширования паролей в программном обеспечении. MD5 используется для хранения паролей с односторонним хэшем пароля, но он не входит в число рекомендуемых хэшей для этой цели. MD5 распространен и прост в использовании, и разработчики все еще часто выбирают его для хеширования и хранения паролей.
MD5 также до сих пор используется в кибербезопасности для проверки и аутентификации цифровых подписей. Используя MD5, пользователь может проверить подлинность загруженного файла, сопоставив открытый и закрытый ключи и хеш-значения. Однако из-за высокой частоты коллизий MD5 этот алгоритм дайджеста сообщений не идеален для проверки целостности данных или файлов, поскольку злоумышленники могут легко заменить хеш-значение своим собственным.
Данные можно проверить на целостность, используя MD5 в качестве функции контрольной суммы, чтобы гарантировать, что они не были случайно повреждены. Файлы могут вызывать ошибки, когда они непреднамеренно изменены одним из следующих способов:
Ошибки при передаче данных
Ошибки программного обеспечения
При копировании или перемещении файлов могут возникать ошибки записи
Проблемы с носителем
Алгоритм дайджеста сообщения MD5 может использоваться для обеспечения того, чтобы данные были такими же, какими они были изначально, путем проверки того, что вывод совпадает с вводом. Если файл был непреднамеренно изменен, ввод создаст другое хеш-значение, которое больше не будет совпадать. Это говорит о том, что файл поврежден. Однако это эффективно только в том случае, если данные были непреднамеренно повреждены, а не в случае злонамеренного вмешательства.
Альтернативы MD5
MD5 не следует использовать в целях безопасности или когда важна устойчивость к коллизиям. С проверенными уязвимостями безопасности и легкостью, с которой могут быть созданы коллизии с помощью MD5, рекомендуются другие более безопасные значения хеш-функции.
В качестве допустимой альтернативы обычно выбирается семейство хэшей SHA-2. Это семейство криптографических хеш-функций было впервые опубликовано в 2001 году и включает в себя следующее:
SHA-256
.
ША-224
ША-384
ША-512
ША-512/224
ША-512/256
SHA-1 по-прежнему можно использовать для проверки старых меток времени и цифровых подписей, но NIST (Национальный институт стандартов и технологий) не рекомендует использовать SHA-1 для создания цифровых подписей или в случаях, когда требуется устойчивость к коллизиям.
Утвержденные NIST криптографические хэши включают семейство SHA-2, а также следующие четыре алгоритма SHA-3 фиксированной длины:
ША3-224
ША3-256
ША3-384
ША-512
Семейство криптографических хеш-функций SHA-2 и SHA-3 являются безопасными и рекомендуемыми альтернативами алгоритму дайджеста сообщения MD5.
No related posts.