مولّد التجزئة (Hash)

تأخذ دالة تجزئة تشفيرية إدخالًا بأي حجم وتنتج إخراجًا بطول ثابت — 256 بت لـSHA-256، بغض النظر عما إذا كان الإدخال حرفًا واحدًا أو جيجابايت — بخاصيتين تجعلانها مفيدة: نفس الإدخال ينتج دائمًا بالضبط نفس الإخراج، وحتى تغيير بت واحد في الإدخال ينتج إخراجًا مختلفًا تمامًا وغير متوقَّع بدلًا من إخراج مختلف قليلًا. هذا ما يجعل التجزئة مفيدة للتحقق: مقارنة تجزئتين تخبرك بثقة ساحقة ما إذا كانت قطعتا بيانات متطابقتين، دون الحاجة لمقارنة البيانات نفسها بايتًا بايت.

ما لا تفعله دالة تجزئة صراحة هو ضغط أو تمثيل البيانات بطريقة يمكن عكسها — إنها دالة أحادية الاتجاه بالتصميم. لا توجد عملية تأخذ إخراج SHA-256 وتُعيد بناء الإدخال الأصلي، وهذا مختلف جوهريًا عن مخططات ترميز مثل Base64 القابلة للعكس بشكل تافه.

تُعتبَر تجزئة تشفيرية "مكسورة" تحديدًا عندما يُثبت أحدهم طريقة لإيجاد مدخلين مختلفين ينتجان نفس الإخراج — تصادم — أسرع مما تتنبأ به القوة الغاشمة. هجمات التصادم العملية ضد MD5 موجودة منذ 2004، وتم إثبات تصادم حقيقي وعملي ضد SHA-1 عام 2017، لذا لا ينبغي الوثوق بأي منهما في أي مكان قد يحاول فيه خصم تزوير بيانات متطابقة عمدًا، مثل التواقيع الرقمية أو التحقق من الشهادات.

لا يزالان مستخدمَين على نطاق واسع رغم ذلك لغرض أكثر محدودية وغير عدائي: التحقق من أن ملفًا مُنزَّلًا يطابق checksum نشره الناشر، أو اكتشاف تلف عرضي أثناء نقل. لا أحد يحاول عمدًا بناء ملف متصادم في هذا السيناريو، ويبقى كلا الخوارزميتين موثوقتين تمامًا لاكتشاف اختلافات عرضية — تتعلق الثغرة تحديدًا بالتصادمات المتعمَّدة والمُصمَّمة، لا التحقق اليومي من السلامة.

SHA-256 وأقاربها سريعة عمدًا — تلك السرعة ميزة للتحقق من التنزيلات، حيث تريد حساب checksum فورًا، وثغرة خطيرة لتخزين كلمات المرور، حيث السرعة بالضبط ما يريده المهاجم. يمكن لأجهزة الاستهلاك الحديثة حساب مليارات تجزئات SHA-256 في الثانية، مما يعني أن قاعدة بيانات مسروقة من تجزئات كلمات مرور SHA-256 خامة يمكن إخضاعها للقوة الغاشمة أو التحقق منها مقابل جداول محسوبة مسبقًا بسرعة هائلة. خوارزميات تجزئة كلمات المرور المُصمَّمة خصيصًا مثل bcrypt وscrypt وArgon2 بطيئة عمدًا ومكلفة حسابيًا لكل محاولة، تحديدًا لجعل نفس هجوم القوة الغاشمة بطيئًا بشكل غير عملي حتى مع قدر كبير من قوة الحوسبة المُخصَّصة له — هدف تصميم مختلف جوهريًا عن هدف دالة checksum عامة الغرض.