- 13 شهریور 1402
در دنیای امروزی که ارتباطات اینترنتی به اندازه‌ای گسترده شده‌اند نیاز به حفاظت اطلاعات محرمانه و اعتماد در ارتباطات بسیار مهم است یکی از روش‌های اساسی برای حفاظت از اطلاعات استفاده از الگوریتم های رمزنگاری است یکی از الگوریتم‌های رمزنگاری محبوب SHA-256 است .
• الگوریتم SHA-256 چیست ؟
الگوریتم SHA-256 (Secure Hash Algorithm 256-bit) یکی از الگوریتم‌های هش (hash) است که برای تولید مقدار هش 256 بیتی (32 بایتی) از ورودی استفاده می‌شود این الگوریتم توسط سازمان ملی استاندارد و فناوری آمریکا (NIST) تعریف شده است و به طور گسترده‌ای در امنیت اطلاعات و کارهای رمزنگاری استفاده می‌شود ، مقدار هش که توسط الگوریتم SHA-256 تولید می‌شود یک رشته 256 بیتی باینری است که به صورت منحصر به فرد برای ورودی مشخصی تولید می‌شود این ویژگی به معنای این است که حتی با تغییر بسیط در ورودی مقدار هش نهایی به طور قابل توجهی تغییر می‌کند
• ویژگی های الگوریتم SHA-256
• خروجی با طول ثابت : SHA-256 یک مقدار هش با طول ثابت 256 بیت (32 بایت) تولید می‌کند
• مقاومت در برابر تصادفی سازی : حتی با تغییر کوچکی در ورودی ، خروجی به طور کامل تغییر می‌کند و این ویژگی مقاومت در برابر تصادفی‌سازی نامیده می‌شود .
• یک‌طرفه بودن : نمی‌توان با تولید هش برای خروجی خاص ، ورودی اصلی را بازسازی کرد یعنی نمی‌توان با استفاده از هش به ورودی اصلی دسترسی پیدا کرد
• امنیت: SHA-256 امنیت بالایی دارد و مقاوم در برابر حملات مختلفی که به هدف تغییر خروجی یا بازیابی ورودی اصلی انجام می‌شوند .
• قابلیت اجرای سریع : الگوریتم SHA-256 به طور عمومی در سرعت بالا اجرا می‌شود و قادر به پردازش سریع داده‌های بزرگ است .
• استفاده گسترده: SHA-256 در بسیاری از حوزه‌ها از جمله امنیت اطلاعات ، امضای دیجیتال، اثبات اصالت و تأیید هویت استفاده می‌شود .
• استاندارد بین‌المللی: SHA-256 یک استاندارد بین‌المللی است که توسط سازمان استاندارد های ملی آمریکا (NIST) تعیین شده است و در بسیاری از سیستم‌ها و پروتکل‌های امنیتی استفاده می‌شود
• کاربرد الگوریتم SHA-256 (Secure Hash Algorithm 256-bit):
• رمزنگاری و امضای دیجیتال SHA-256: با استفاده از SHA-256 می‌توان هش از داده‌های ورودی تولید کرده و سپس با استفاده از کلید خصوصی امضای دیجیتال را بر روی هش ایجاد کرد این کاربرد در امنیت ارتباطات اینترنتی ، امضای فایل‌ها و تشخیص تغییرات غیرمجاز در اطلاعات بسیار مهم است .
• امنیت سیستم‌های رمزنگاری SHA-256 : این الگوریتم به عنوان یک تابع هش امن امکان ارائه اطلاعات اصالت‌سنجی و تامین امنیت در سیستم‌های رمزنگاری را فراهم می‌کند .
• امنیت اطلاعات شخصی و حریم خصوصی : در حوزه امنیت اطلاعات شخصی و حریم خصوصی SHA-256 مورد استفاده قرار می‌گیرد به عنوان مثال : در سامانه های تصدیق هویت ، رمزنگاری اطلاعات کاربران و تولید هش از رمزعبورها از SHA-256 استفاده می‌شود این الگوریتم باعث افزایش امنیت اطلاعات شخصی و جلوگیری از دسترسی غیرمجاز به آنها می‌شود .
• امنیت بلاک چین و ارزهای رمزنگاری : در فناوری بلاک چین و ارزهای رمزنگاری مانند بیت کوین SHA-256 به عنوان الگوریتم هش استفاده می‌شود این الگوریتم برای ایجاد امضاهای دیجیتال در تراکنش‌های بلاکچین استفاده می‌شود و امنیت و اصالت اطلاعات را تضمین می‌کند .
• امنیت وب : در بسیاری از پروتکل‌ها و استانداردهای امنیت وب ،SHA-256 استفاده می‌شود به عنوان مثال : در پروتکل HTTPS برای ایجاد امضای دیجیتال بر روی گواهی‌های SSL/TLS از SHA-256 استفاده می‌شود .
• SHA-256 یک تابع هش
SHA-256 یک تابع هش است که ورودی خود را به یک مقدار هش یکتا با طول ثابت تبدیل می‌کند این الگوریتم از ترکیب مراحل مختلفی تشکیل شده است که به صورت مکرر اعمال می‌شوند تا خروجی نهایی تولید شود . این مراحل عبارتند از:
• آماده‌سازی داده (Preprocessing): ورودی پیام به صورت بلاک‌های 512 بیتی تقسیم می‌شود اگر طول پیام به طور مضاعفی از 512 بیت باشد بلاک‌های اضافی با صفر پر می‌شوند همچنین طول پیام (به بایت) نیز به صورت یک عدد 64 بیتی به بلاک اول اضافه می‌شود
• ایجاد واژه برای مراحل اصلی (Message Schedule): برای هر بلاک ورودی 64 واژه 32 بیتی ایجاد می‌شوند این واژه‌ها بر اساس مقادیر قبلی و توابع خاصی محاسبه می‌شوند
• مراحل اصلی (Main Rounds): هش‌های میانی با استفاده از توابع منطقی و انتزاعی به روزرسانی می‌شوند هر بلاک از ورودی با ورودی قبلی و واژه‌های بدست آمده در مرحله قبلی ترکیب می‌شود .
• تولید مقدار هش (Hash Generation): پس از انجام مراحل اصلی بر روی تمام بلاک‌های ورودی نتیجه نهایی به عنوان خروجی الگوریتم تولید می‌شود این خروجی مقدار هش 256 بیتی است که معمولاً به صورت عددی یا رشته‌ای از اعداد و حروف شانزدهی از 0 تا F نمایش داده می‌شود .
• الگوریتم های هش با امنیت بالا تر از SHA-256
• SHA-3 یک استاندارد جدید از خانواده الگوریتم‌های SHA است که توسط NIST تعریف شده است. SHA-3 از تابع هش Keccak استفاده می‌کند و در سه نسخه با طول هش‌های 224 ، 256 و 512 بیتی وجود دارد این الگوریتم به عنوان جایگزینی برای SHA-2 معرفی شده است و در برخی موارد امنیت بالاتری نسبت به SHA-2 دارد
• BLAKE2 یک الگوریتم هش سریع و امن است که به عنوان گسترشی از الگوریتم‌های BLAKE توسعه یافته است BLAKE2 از طول هش‌های مختلف از جمله 256 و 512 بیتی پشتیبانی می‌کند این الگوریتم با سرعت بالا امنیت قوی و مقاومت در برابر حملات کالیژ برخی از مزایای آن هستند
• Whirlpool یک الگوریتم هش امن و قدرتمند است این الگوریتم از طول هش 512 بیتی استفاده می‌کند و در برخی موارد امنیت بالاتری نسبت به الگوریتم‌های SHA-2 دارد. از آنجا که فناوری و استانداردهای امنیتی در حال توسعه و به روزرسانی هستند ممکن است در آینده الگوریتم‌های هش جدیدتر و با امنیت بالاتری نیز معرفی شوند