Uma função hash é uma função matemática que recebe uma entrada (ou mensagem) de qualquer tamanho e produz uma saída de tamanho fixo, chamada de valor hash ou digest. Esta saída é normalmente usada para verificar a integridade dos dados de entrada, uma vez que mesmo uma pequena alteração nos dados de entrada resultará num valor hash muito diferente. As funções de hash são comumente usadas em segurança de computadores e criptografia, bem como em estruturas de dados como tabelas de hash.
Um problema potencial com as funções de hash é a ocorrência de uma colisão de hash. Isso acontece quando duas entradas diferentes produzem o mesmo valor de hash. Embora as funções de hash sejam projetadas para minimizar a probabilidade de ocorrência de uma colisão, ela ainda é possível. De facto, existem mesmo ataques que criam intencionalmente colisões de hash de modo a comprometer a segurança de um sistema.
As funções de hash também são características, o que significa que a saída de uma função de hash é previsível para uma determinada entrada. Isso facilita a verificação da integridade dos dados, pois basta executar novamente a função hash nos dados e comparar a saída com o valor hash original. No entanto, também significa que as funções de hash não devem ser utilizadas para encriptação, uma vez que um atacante poderia potencialmente utilizar a natureza característica da função para fazer engenharia reversa dos dados de entrada.
Para conhecer o código hash de uma determinada entrada, pode utilizar uma variedade de ferramentas e algoritmos. Algumas funções de hash comuns incluem SHA-1, SHA-256 e MD5. Estes algoritmos foram concebidos para produzir valores de hash de diferentes comprimentos e forças, sendo o SHA-256 considerado um dos mais seguros.
Em termos de criptografia, existem dois tipos principais: simétrica e assimétrica. A criptografia simétrica envolve a utilização de uma única chave para encriptar e desencriptar dados, enquanto a criptografia assimétrica utiliza um par de chaves (uma chave pública e uma chave privada) para encriptar e desencriptar dados. As funções de hash são frequentemente utilizadas em conjunto com ambos os tipos de criptografia para verificar a integridade dos dados e garantir que não foram adulterados.
Existem vários tipos diferentes de funções de hash, incluindo funções de hash criptográficas, funções de hash não criptográficas e funções de hash de digestão de mensagens. As funções de hash criptográficas são especificamente concebidas para utilização em criptografia e são frequentemente utilizadas para assinaturas digitais, enquanto as funções de hash não criptográficas são utilizadas em estruturas de dados como tabelas de hash. As funções hash de mensagem-digesto são utilizadas para criar uma representação de tamanho fixo de uma mensagem ou ficheiro de dados, que pode ser utilizada para verificar a integridade dos dados.
Em conclusão, as funções de hash são uma ferramenta importante na segurança informática e na criptografia. Permitem a verificação eficiente da integridade dos dados e são utilizadas numa vasta gama de aplicações. No entanto, é importante estar ciente do potencial de colisões de hash e da natureza característica das funções de hash, bem como dos diferentes tipos de criptografia e funções de hash disponíveis.
Para autenticar mensagens, uma função hash precisa de ter as seguintes propriedades:
1. Determinística: Dada a mesma entrada, a função hash deve produzir sempre a mesma saída.
2. Rápida de computar: A função de hash deve ser computacionalmente eficiente e não levar muito tempo para gerar o valor de hash.
Resistente à pré-imagem: Deve ser praticamente impossível determinar a mensagem de entrada a partir do valor de hash.
4. resistente à colisão: deve ser computacionalmente inviável encontrar duas mensagens diferentes que produzam o mesmo valor de hash.
5. Efeito avalanche: Uma pequena mudança na mensagem de entrada deve produzir uma mudança significativa no valor do hash.
As duas funções de hash comuns são o SHA (Secure Hash Algorithm) e o MD5 (Message Digest 5).
Uma tabela de hash é uma estrutura de dados que é usada para armazenar e recuperar dados rapidamente. Ela funciona usando uma função hash para mapear cada item na tabela para um índice exclusivo. Quando os dados são adicionados à tabela, a função de hash é aplicada aos dados para determinar o seu índice, que é depois utilizado para armazenar os dados nessa localização. Quando os dados precisam de ser recuperados, a função de hash é novamente aplicada para determinar o índice e os dados podem ser rapidamente recuperados a partir dessa localização. Isto permite uma recuperação rápida dos dados, mesmo quando se trabalha com grandes quantidades de dados.