En el entorno de la ciberseguridad, un hash es una función matemática que toma una entrada o cantidad variable de datos (como un archivo o un mensaje de texto) y la convierte en una cadena de caracteres de longitud fija que representa de manera única los datos de entrada. El hash también se conoce como un resumen criptográfico o una huella digital.
El hash es una herramienta fundamental en la ciberseguridad ya que se utiliza para validar la integridad y autenticidad de los datos y para proteger la privacidad de la información. También se utilizan en técnicas de cifrado y autenticación de contraseñas.
Características del hash
Algunas de las características más comunes del hash en la ciberseguridad son:
- Unicidad: Cada conjunto de datos debe generar un hash único. Dos conjuntos de datos diferentes no deberían producir el mismo hash.
- Determinismo: El mismo conjunto de datos siempre debe generar el mismo hash. Esto garantiza que el hash sea predecible y utilizable para verificar la integridad de los datos.
- Tamaño fijo: El hash tiene una longitud fija, independientemente del tamaño de los datos de entrada. Por ejemplo, un hash SHA-256 siempre tendrá una longitud de 256 bits.
- Resistencia a cambios: Un cambio pequeño en los datos de entrada debería resultar en un hash completamente diferente. Esto es fundamental para detectar cualquier alteración o corrupción de los datos.
- Difícil de revertir: Debe ser extremadamente difícil o prácticamente imposible reconstruir los datos originales a partir de su hash. Los algoritmos de hash están diseñados para ser unidireccionales.
- Eficiencia: Los algoritmos de hash deben ser eficientes en términos de velocidad de cálculo, especialmente cuando se aplican a grandes conjuntos de datos.
- Colisión resistente: Aunque es poco probable, dos conjuntos de datos diferentes no deben producir el mismo hash (colisión). Los algoritmos de hash están diseñados para minimizar la probabilidad de colisiones.
- Preimagen resistente: Dado un hash, debería ser costoso encontrar un conjunto de datos que produzca ese hash específico.
- Seguro contra ataques de fuerza bruta: Debería ser difícil para un atacante predecir los datos originales a partir del hash y realizar ataques de fuerza bruta para encontrar una entrada que coincida con un hash específico.
- Ampliamente utilizado: Los algoritmos de hash deben ser ampliamente aceptados y confiables en la comunidad de ciberseguridad.
Tipos de los hash
Existen varios tipos de algoritmos de hash utilizados en ciberseguridad y en diversas aplicaciones. Cada tipo de algoritmo de hash tiene sus propias características y usos específicos. Incluyen:
Algoritmos de Hash Criptográficos
Estos son los algoritmos de hash diseñados para ser seguros y resistentes a ataques criptográficos. Son ampliamente utilizados en aplicaciones de seguridad, como la verificación de contraseñas, firmas digitales y la integridad de los datos. Ejemplos incluyen SHA-256 (parte de la familia SHA-2), SHA-3, y bcrypt.
Algoritmos de Hash no Criptográficos
Estos algoritmos son más rápidos y menos seguros que los algoritmos de hash criptográficos. Se utilizan en aplicaciones donde la seguridad no es una preocupación principal, como tablas de hash para búsqueda rápida de datos. Ejemplos incluyen el algoritmo de suma (checksum) y el algoritmo de Fletcher.
Algoritmos de Hash de Contraseñas
Estos son algoritmos específicamente diseñados para almacenar contraseñas de manera segura. Son resistentes a los ataques de fuerza bruta y utilizan técnicas como la sal (salt) y la iteración para aumentar la seguridad. Ejemplos incluyen bcrypt, scrypt y Argon2.
Algoritmos de Hash de Mensajes
Estos algoritmos se utilizan en la criptografía de mensajes para generar resúmenes seguros de mensajes. Ejemplos incluyen MD5 (aunque no se recomienda debido a vulnerabilidades), SHA-1 (también considerado inseguro), y SHA-256.
Algoritmos de Hash de Datos Biométricos
Estos algoritmos se utilizan para convertir datos biométricos, como huellas dactilares o rasgos faciales, en representaciones seguras y únicas. Se utilizan en sistemas de autenticación biométrica.
Algoritmos de Hash de Imágenes y Videos
Estos algoritmos se aplican a datos multimedia para crear firmas digitales y verificar la autenticidad de las imágenes y los videos.
Algoritmos de Hash Personalizados
En ocasiones, se pueden desarrollar algoritmos de hash personalizados para aplicaciones específicas que requieren propiedades y requisitos de seguridad particulares.
Funciones de los hash
La función principal del hash son las criptográficas, que pasan información de las transacciones de forma anónima. Por ejemplo, Bitcoin, la criptomoneda original y más grande, utiliza la función hash SHA-256 en su algoritmo.
No obstante, los hash tienen otras aplicaciones. Estas son 4 de las más comunes:
Verificación de contraseña
Almacenar contraseñas en un archivo de texto normal es peligroso, por lo que casi todos los sitios guardan sus passwords como hashes. Cuando un usuario ingresa sus datos, se aplica un hash y el resultado se compara con la lista de valores resguardados en los servidores de la empresa.
Comprobación de la integridad de los archivos y mensajes
Se pueden usar hashes para asegurarnos de que los mensajes y archivos transmitidos del remitente al receptor no sean manipulados en el transcurso de la transacción; la práctica construye una “cadena de confianza”.
Hashing y ciberseguridad
Cuando una empresa descubre que las contraseñas de una plataforma se han visto comprometidas, generalmente significa que los hackers han adquirido los hash que representan a estas. Luego, los piratas informáticos ejecutan los hash de palabras comunes y combinaciones de palabras y números comunes para descifrar algunas de las claves que los usuarios han resguardado.
La industria de la ciberseguridad se encuentra utilizando un mecanismo denominado “salting”; su traducción libre y directa es “salazón”.
Entonces, “salar” incluye agregar datos aleatorios a una contraseña antes de aplicar el hash y luego almacenar ese “valor de sal” junto con este. Este proceso dificulta que los hackers usen técnicas de cálculo previo y descifrar las contraseñas de los datos hash que han adquirido.
Generación y verificación de firmas electrónicas
La verificación de firmas es un proceso matemático que se usa para comprobar la autenticidad de documentos o mensajes digitales.
Una firma electrónica es válida cuando se cumplen los requisitos previos, le da a su receptor una prueba sólida que el mensaje fue creado por un remitente conocido y que no ha sido alterado en tránsito.
Ejemplos de los hash
Existen varios ejemplos de hash en varios contextos:
- Contraseñas almacenadas: En lugar de almacenar contraseñas en texto claro, los sistemas suelen almacenar hashes de contraseñas. Por ejemplo, un hash de la contraseña «password» podría ser: «5BAA61E4C9B93F3F0682250B6CF8331B7EE68FD8E».
- Verificación de integridad de archivos: Los hashes se utilizan para verificar que los archivos no se han modificado durante la transferencia o el almacenamiento. Por ejemplo, el algoritmo MD5 puede generar un hash para un archivo y, si el archivo se modifica, el hash resultante será diferente.
- Bitcoin y criptomonedas: En blockchain y criptomonedas como Bitcoin, se utilizan hashes para crear identificadores únicos para bloques y transacciones. Por ejemplo, el hash del bloque génesis de Bitcoin es: «000000000019D6689C085AE165831E934FF763AE46A2A6C172B3F1B60A8CE26F».
- Detección de duplicados: Las bases de datos y sistemas de almacenamiento utilizan hashes para detectar duplicados de datos, lo que permite ahorrar espacio de almacenamiento al eliminar copias innecesarias.
- Verificación de integridad de contratos inteligentes: En las plataformas de contrato inteligente como Ethereum, los hashes se utilizan para verificar la integridad de los contratos y las transacciones.
- Almacenamiento de contraseñas de tarjetas de crédito: Las empresas que almacenan información de tarjetas de crédito a menudo utilizan hashes para proteger los datos de los usuarios y cumplir con las regulaciones de seguridad.
- Firmas digitales: Las firmas digitales utilizan hashes para garantizar la autenticidad de un documento o un mensaje. El hash del contenido se firma con una clave privada para demostrar que el documento no ha sido alterado.
- Seguridad en contraseñas almacenadas: En sistemas de autenticación, las contraseñas no se almacenan, sino sus hashes. Cuando un usuario ingresa su contraseña, el sistema calcula su hash y lo compara con el almacenado en la base de datos para la autenticación.
Protección contra ataques DDoS: En la mitigación de ataques de denegación de servicio distribuido (DDoS), se utilizan hashes para identificar y bloquear el tráfico malicioso.
