Что такое md5 хеш
Необходимо проверить точность фактов и достоверность сведений, изложенных в этой статье.
На странице обсуждения должны быть пояснения.
Примеры использования [ ]
MD5 позволяет получать относительно надежный идентификатор для блока данных. Такое свойство алгоритма широко применяется в разных обастях. Оно позволяет искать дублирующиеся файлы на компьютере, сравнивая MD5 файлов, а не их содержимое. Как пример, dupliFinder — графическая программа под Linux . Такой же поиск может работать и в интернете.
С помощью MD5 проверяют целостность скачанных файлов — так, некоторые программы идут вместе со значением хеша. Например, диски для инсталляции.
MD5 используется для хеширования паролей. В системе DES (Data Encryption Standard), но им могли пользоваться только жители DES нельзя было вывозить из страны. Во DES, а остальные пользователи имеют метод, разрешенный для экспорта. Поэтому в [9]
Многие системы используют базу данных для хранения паролей и существует несколько способов для хранения паролей.
- Пароли хранятся как есть. При взломе такой базы все пароли станут известны.
- Хранятся только хеши паролей (с помощью MD5, SHA). Найти пароли можно только полным перебором. Но сейчас такая задача решается за доли секунды. Пароль из таблицы был найден всего за 0,036059 сек. [10]
- Хранятся хеши паролей и несколько случайных символов. К каждому паролю добавляется несколько случайных символов и результат ещё раз хешеруется. Например, md5(md5(pass)+word). Найти пароль с помощью таблиц таким методом не получится.
Существует несколько надстроек над MD5 для усиления криптостойкости.
Сравнение MD5 и MD4 [ ]
Различия в скорости работы представлены в таблице:
MD5 | MD4 | |||
---|---|---|---|---|
RFC | 2,614 сек | 37359 Кб/сек | 2,574 сек | 37940 Кб/сек |
OpenSSL | 1,152 сек | 84771 Кб/сек | 0,891 сек | 109603 Кб/сек |
Примеры использования
Ранее считалось, что MD5 позволяет получать относительно надёжный идентификатор для блока данных. Такое свойство алгоритма широко применялось в разных областях. Оно позволяет искать дублирующиеся файлы на компьютере, сравнивая MD5 файлов, а не их содержимое. Как пример, dupliFinder — графическая программа под Windows и Linux.
С помощью MD5 проверяли целостность скачанных файлов — так, некоторые программы идут вместе со значением хеша. Например, диски для инсталляции.
MD5 использовался для хеширования паролей. В системе UNIX каждый пользователь имеет свой пароль и его знает только пользователь. Для защиты паролей используется хеширование. Предполагалось, что получить настоящий пароль можно только полным перебором. При появлении UNIX единственным способом хеширования был DES (Data Encryption Standard), но им могли пользоваться только жители США, потому что исходные коды DES нельзя было вывозить из страны. Во FreeBSD решили эту проблему. Пользователи США могли использовать библиотеку DES, а остальные пользователи имеют метод, разрешённый для экспорта. Поэтому в FreeBSD стали использовать MD5 по умолчанию. [12] . Некоторые Linux-системы также используют MD5 для хранения паролей.
Многие системы используют базу данных для хранения паролей и существует несколько способов для хранения паролей.
Хеш-функция — функция, осуществляющая преобразование массива входных данных произвольной длины в выходную битовую строку установленной длины, выполняемое определенным алгоритмом. Преобразование, производимое хеш-функцией, называется хешированием. Результат преобразования называется хешем.
Хеш-функции применяются в следующих случаях:
При поиске дубликатов в последовательностях наборов данных.
При построении уникальных идентификаторов для наборов данных.
При вычислении контрольных сумм от данных для последующего обнаружения в них ошибок, возникающих при хранении и передаче данных.
При сохранении паролей в системах защиты в виде хеш-кода (для восстановления пароля по хеш-коду требуется функция, являющаяся обратной по отношению к использованной хеш-функции).
С точки зрения математики, контрольная сумма является результатом хеш-функции, используемой для вычисления контрольного кода — небольшого количества бит внутри большого блока данных, например, сетевого пакета или блока компьютерного файла, применяемого для обнаружения ошибок при передаче или хранении информации. Значение контрольной суммы добавляется в конец блока данных непосредственно перед началом передачи или записи данных на какой-либо носитель информации. Впоследствии оно проверяется для подтверждения целостности данных. Популярность использования контрольных сумм для проверки целостности данных обусловлена тем, что подобная проверка просто реализуема в двоичном цифровом оборудовании, легко анализируется и хорошо подходит для обнаружения общих ошибок, вызванных наличием шума в каналах передачи данных.
RainbowCrack
Это ещё один метод взлома хеша. Он основан на генерировании большого количества хешей из набора символов, чтобы по получившейся базе вести поиск заданного хеша.
Радужные таблицы состоят из хеш-цепочек и более эффективны, чем предыдущий упомянутый тип атак, поскольку они оптимизируют требования к хранению, хотя поиск выполняется немного медленнее. Радужные таблицы отличаются от хеш-таблиц тем, что они создаются с использованием как хеш-функций, так и функций редукции.
Цепочки хешей — метод для уменьшения требования к объёму памяти. Главная идея — определение функции редукции R, которая сопоставляет значениям хеша значения из таблицы. Стоит отметить, что R не является обращением хеш-функции.
Радужные таблицы являются развитием идеи таблицы хеш-цепочек. Функции редукции применяются по очереди, перемежаясь с функцией хеширования.
Использование последовательностей функций редукции изменяет способ поиска по таблице. Поскольку хеш может быть найден в любом месте цепочки, необходимо сгенерировать несколько различных цепочек.
Существует множество систем взлома паролей и веб-сайтов, которые используют подобные таблицы. Основная идея данного метода — достижение компромисса между временем поиска по таблице и занимаемой памятью. Конечно, использование радужных таблиц не гарантирует 100% успеха взлома систем паролей. Но чем больше набор символов, используемый для создания радужной таблицы, и чем продолжительнее хеш-цепочки, тем больше будет шансов получить доступ к базе данных исходных паролей.
Обзор средств для декодирования хеш-кода MD5
Иногда при работе с компьютером или поврежденными базами данных требуется декодировать зашифрованное с помощью MD5 значение хеша.
Удобнее всего использовать специализированные ресурсы, предоставляющие возможность сделать это online :
- md5.web-max.ca – данный сервис обладает простым и понятным интерфейсом. Для получения декодированного значения нужно ввести хеш и заполнить поле проверочной капчи:
Если происмотреться к значениям декодинга, отображенных на показонном выше рисунке, то становится понятно, что процесс расшифровки почти не дает результатов. Эти ресурсы представляют собой одну или несколько объединенных между собой баз данных, в которые занесены расшифровки самых простых слов.
При этом данные декодирования хеша MD5 даже такой распространенной части пароля как « админ » нашлись лишь в одной базе. Поэтому хеши паролей, состоящих из более сложных и длинных комбинаций символов, практически невозможно расшифровать.
Создание хеша MD5 является односторонним процессом. Поэтому не подразумевает обратного декодирования первоначального значения.
Шаг 5. Результат вычислений
Результат вычислений находится в буфере ABCD, это и есть хеш. Если выводить побайтово, начиная с младшего байта A и закончив старшим байтом D, то мы получим MD5-хеш.
Метод Сяоюнь Вана и Хунбо Ю [ ]
Метод Сяоюнь Вана и Меркле-Дамгарда . Поданный на вход файл, сначала дополняется, так чтобы его длина была кратна 64 байтам, после этого он делится на блоки по 64 байта каждый M0,M1,…,Mn-1. Далее вычисляется последовательность 16-ти байтных состояний s0,…,sn по правилу si+1=f(si,Mi), где f некоторая фиксированная функция. Начальное состояние s0 называется инициализирующим вектором.
, такие что " width="" height="" />
. Важно отметить, что этот метод работает для любого инициализирующего вектора, а не только для вектора используемого по стандарту.
Эта атака является разновидностью дифференциальной атаки, которая, в отличие от других атак этого типа, использует целочисленное вычитание а не с вероятностью 2 -37 . К >" width="" height="" />
и >" width="" height="" />
применяется функция сжатия для проверки условий коллизии; далее выбирается произвольное >" width="" height="" />
, модифицируется, вычисляется новый дифференциал, равный нулю с вероятностью 2 -30 , а равенство нулю дифференциала хеш-функции как раз означает наличие коллизии. Оказалось, что найдя одну пару >" width="" height="" />
и >" width="" height="" />
, можно менять лишь два последних слова в >" width="" height="" />
, тогда для нахождения новой пары >" width="" height="" />
и >" width="" height="" />
требуется всего около 2 39 операций хеширования.
Применение этой атаки к MD4 позволяет найти коллизию меньше чем за секунду. Она также применима к другим хеш-функциям, таким как RIPEMD и HAVAL.
В 2006 году чешский исследователь Властимил Клима опубликовал алгоритм, позволяющий находить коллизии на обычном компьютере с любым начальным вектором (A,B,C,D) при помощи метода, названного им « [7] [8]
Криптоанализ
Как проверить хэш-сумму MD5 с помощью программы Solid Explorer?
Данная программа предназначена для удобного управления файлами. Этот файловый менеджер имеет расширенный функционал, позволяющий выполнять различные действия с файлами. С его помощью можно обеспечить защиту файлов на основе надежного шифрования с помощью пароля и отпечатка пальца.
Данное приложение поддерживает основные сетевые протоколы и подключение к облачным хранилищам. Также можно получить Root-права для доступа к корневому каталогу. Есть функции группировки файлов по папкам и индексированный поиск.
Процесс установки на Android выглядит следующим образом:
- Зайти в Play Market и вписать в поиск название приложения.
- Запустить загрузку путем нажатия на кнопку « Установить ».
- Приступить к настройкам приложения и управлению хранилищем.
Коллизии MD5
MD5 был тщательно изучен криптографическим сообществом с момента его первоначального выпуска и до 2004 года демонстрировал лишь незначительные недостатки. Однако летом 2004 года криптографы Ван Сяоюнь и Фэн Дэнго продемонстрировали алгоритм способный генерировать MD5-коллизии с использованием стандартного вектора инициализации.
Основы безопасности при использовании MD5
Этот стандарт кодирования является одним из самых распространенных методов защиты данных не только в прикладном, но и в веб-программировании. Поэтому не будет лишним обезопасить свой md5 hash от намеренного взлома.
Основным способом, гарантирующим безопасность хеша вашего пароля, является использование « соли ». Он основан на добавлении к паролю нескольких случайных символов и последующем хешировании результата.
Во многих языках программирования для этого используются специальные классы и функции. Не являются исключением из правил и серверные языки программирования.
Создать хеш-код MD5 в php можно с помощью нескольких функций:
- md5() – в качестве одного из параметров принимает значение « соли »;
- crypt() – в отличие от предыдущей эта функция полностью автоматизирует весь процесс, в том числе и генерирование значения соли.
При использовании функции md5() в PHP для задания значения соли используют методы генерации случайных чисел. Например, rand() :
Кроме применения « соли » было разработано еще несколько методов защиты хеша MD5 :
- MD5 (Unix) – заданное первоначальное значение проходит цикл хеширования около 1000 раз;
- MD5 (HMAC) – данный метод основан на использовании в хешировании специального ключа;
- MD5 (Base64) – полученный хеш еще раз кодируются с помощью алгоритма Base64 .
В статье приведены лишь начальные сведения об обеспечении безопасности хеша, полученного с помощью этого алгоритма. Самым простым и эффективным из них является использование уникального значения « соли », которая позволяет существенно « насолить » злоумышленнику и « подсластить » жизнь владельцу взламываемого пароля.
Проект MD5CRK закончился после 17 августа 2004, когда Ван Сяоюнь (Wang Xiaoyun), Фен Дэнгуо (Feng Dengguo), Лай Сюэцзя (Lai Xuejia) и Юй Хунбо (Yu Hongbo) обнаружили уязвимости в алгоритме.
1 марта 2005, Arjen Lenstra, Xiaoyun Wang, и Benne de Weger продемонстрировали построение двух X.509 документов с различными открытыми ключами и одинаковым хешем MD5.
18 марта 2006 исследователь Властимил Клима (Vlastimil Klima) опубликовал алгоритм, который может найти коллизии за одну минуту на обычном компьютере, метод получил название « Алгоритм MD5 [ ]
Cхема работы алгоритма MD5
Ниже приведены 5 шагов алгоритма:
Шаг 4. Вычисление в цикле
Заносим в блок данных элемент n из массива. Сохраняются значения A, B, C и D, оставшиеся после операций над предыдущими блоками (или их начальные значения, если блок первый).
AA = A BB = B CC = C DD = D
Суммируем с результатом предыдущего цикла:
После окончания цикла необходимо проверить, есть ли ещё блоки для вычислений. Если да, то изменяем номер элемента массива (n++) и переходим в начало цикла.
Сравнение MD5 и MD4
Различия в скорости работы представлены в таблице:
MD5 | MD4 | |||
---|---|---|---|---|
RFC | 2,614 сек | 37 359 Кб/с | 2,574 сек | 37 940 Кб/с |
OpenSSL | 1,152 сек | 84 771 Кб/с | 0,891 сек | 109 603 Кб/с |
Уязвимости MD5
Перебор по словарю
При этом методы перебора по словарю и brute-force могут использоваться для взлома хеша других хеш-функций (с небольшими изменениями алгоритма). RainbowCrack требует предварительной подготовки радужных таблиц, которые создаются для заранее определённой хеш-функции. Поиск коллизий специфичен для каждого алгоритма. Рассмотрим каждый вид «взлома» по отдельности.
Шаг 1. Выравнивание потока [ ]
, то дописывают только младшие биты. После этого длина потока станет кратной степеням двойки — 16, 32. Вычисления будут основываться на представлении этого потока данных в виде массива слов по 512 бит.
Содержание
Советы и выводы
Подводя итоги можно сказать, что проверка хэш-сумм позволяет максимально достоверно определить отсутствие модификаций в проверяемых файлах. Для ее проведения можно прибегнуть к использованию стандартных средств операционной системы Windows или установить стороннюю специализированную программу.
Пожалуйста, опубликуйте свои отзывы по текущей теме материала. За комментарии, лайки, дизлайки, подписки, отклики огромное вам спасибо!
Процесс хеширования широко применяется в программировании и веб-индустрии. В основном для создания уникальных значений в ассоциативных массивах, идентификаторов.
Область применения хеш-кодов:
- Создание электронных подписей;
- Хранение паролей в базах данных систем безопасности;
- В рамках современной криптографии для создания уникальных ключей онлайн;
- Проверка подлинности и целостности элементов файловой системы ПК.
MD5 как стандарт хеширования был разработан в 1991 году для создания уникального хеш-кода от заданного значения с последующей проверкой его подлинности.
Утилита md5sum, предназначенная для хеширования данных заданного файла по алгоритму MD5, возвращает строку. Она состоит из 32 чисел в шестнадцатеричной системе исчисления (016f8e458c8f89ef75fa7a78265a0025).
То есть хеш, полученный от функции, работа которой основана на этом алгоритме, выдает строку в 16 байт (128) бит. И эта строка включает в себя 16 шестнадцатеричных чисел. При этом изменение хотя бы одного ее символа приведет к последующему бесповоротному изменению значений всех остальных битов строки:
Атаки переборного типа
Для полного перебора или перебора по словарю можно использовать программы PasswordsPro [5] , MD5BFCPF [6] , John the Ripper. Для перебора по словарю существуют готовые словари. [7]
RainbowCrack — ещё один метод взлома хеша. Он основан на генерировании большого количества хешей из набора символов, чтобы по получившейся базе вести поиск заданного хеша. Хотя генерация хешей занимает много времени, зато последующий взлом производится очень быстро.
Алгоритм MD5
Ниже приведены 5 шагов алгоритма:
Проблемы надежности MD5
Казалось бы, такая характеристика MD5 должна обеспечивать 100% гарантии неуязвимости и сохранения данных. Но даже этого оказалось мало. В ходе проводимых исследований учеными был выявлен целый ряд прорех и уязвимостей в этом уже распространенном на тот момент алгоритме. Основной причиной слабой защищенности MD5 является относительно легкое нахождение коллизий при шифровании.
Под коллизией понимают возможность получения одинакового результата вычислений хеш-функции при разных входных значениях.
Проще говоря, чем больше вероятность нахождения коллизий, тем надежность используемого алгоритма ниже. Вероятность нахождения коллизий при шифровании более надежными хеш-функциями практически сводится к 0.
То есть большая вероятность расшифровки паролей MD5 является основной причиной отказа от использования этого алгоритма. Многие криптологи ( специалисты по шифрованию данных ) связывают низкую надежность MD5 с малой длиной получаемого хеш-кода.
Область применения алгоритма хеширования:
- Проверка целостности файлов, полученных через интернет – многие инсталляционные пакеты программ снабжены хеш-кодом. Во время активации приложения его значение сравнивается со значением, расположенным в базе данных разработчика;
- Поиск в файловой системе продублированных файлов – каждый из файлов снабжен своим хеш-кодом. Специальное приложение сканирует файловую систему компьютера, сравнивая между собой хеши всех элементов. При обнаружении совпадения утилита оповещает об этом пользователя или удаляет дубликат. Одной из подобных программ является Duplifinder :
- Для хеширования паролей – в семействе операционных систем UNIX каждый пользователь системы имеет свой уникальный пароль, для защиты которого используется хеширование на основе MD5 . Некоторые системы на основе Linux также пользуются этим методом шифрования паролей.
Добавление “соли” к паролю
Одна из наиболее распространенных причин успешных атак заключается в том, что компании не используют добавление соли к исходному паролю. Это значительно облегчает хакерам взлом системы с помощью атак типа радужных таблиц, особенно учитывая тот факт, что многие пользователи используют очень распространенные, простые пароли, имеющие одинаковые хеши.
Сольэто вторичный фрагмент информации, состоящий из строки символов, которые добавляются к открытому тексту (исходному паролю пользователя), а затем хешируется. Соление делает пароли более устойчивыми к атакам типа радужных таблиц, так как подобный пароль будет иметь более высокую информационную энтропию и, следовательно, менее вероятное существование в предварительно вычисленных радужных таблицах. Как правило, соль должна быть не менее 48 бит.
Декодирование кода MD5
Иногда при работе с компьютером или поврежденными базами данных требуется декодировать зашифрованное с помощью MD5 значение хеша.
Удобнее всего использовать специализированные ресурсы, предоставляющие возможность сделать это online:
md5.web-max.ca данный сервис обладает простым и понятным интерфейсом. Для получения декодированного значения нужно ввести хеш и заполнить поле проверочной капчи;
Если присмотреться к значениям декодинга, то становится понятно, что процесс расшифровки почти не дает результатов. Эти ресурсы представляют собой одну или несколько объединенных между собой баз данных, в которые занесены расшифровки самых простых слов.
При этом данные декодирования хеша MD5 даже такой распространенной части пароля, как «админ», нашлись лишь в одной базе. Поэтому хеши паролей, состоящих из более сложных и длинных комбинаций символов, практически невозможно расшифровать.
Создание хеша MD5 является односторонним процессом. Поэтому не подразумевает обратного декодирования первоначального значения.
Есть ли другие подобные решения
Если требуется быстро проверить целостность файла, но нет доступа к специализированному программному обеспечению, можно открыть вкладку « Свойства » двух сверяемых файлов и провести сравнение величины их размера в байтах. Если величины совпадают, то файл, скорее всего, не подвергался внесению каких-либо изменений.
Также можно инсталлировать бесплатную программу Hashtab с официального сайта разработчика. Для этого необходимо выполнить следующие действия:
- Перейти по ссылке и нажать на кнопку Download для начала процесса установки.
- В контекстном меню проводника Windows появится новая вкладка под названием « Хэш-суммы файлов ».
- Открыв ее, можно будет посчитать контрольные суммы для выбранного файла.
- В настройках можно будет указать требуемые алгоритмы для проверки целостности файла.
Еще одним способом проверки совпадения хэш-суммы является использование языков веб-программирования для написания специализированного скрипта.
Атаки переборного типа
Перебор по словарю — атака на систему защиты, применяющая метод полного перебора предполагаемых паролей, используемых для аутентификации, осуществляемого путём последовательного пересмотра всех слов (паролей в чистом виде) определённого вида и длины из словаря с целью последующего взлома системы и получения доступа к секретной информации.
Как видно из определения, атаки по словарю являются атаками полного перебора. Единственное отличие состоит в том, что данные атаки обычно более эффективны так как становится не нужным перебирать все комбинации символов, чтобы добиться успеха. Злоумышленники используют обширные списки наиболее часто используемых паролей таких как, имена домашних животных, вымышленных персонажей или конкретно характерных слов из словаря – отсюда и название атаки. Однако если пароль действительно уникален (не является комбинацией слов), атака по словарю не сработает. В этом случае использование атаки полного перебора единственный вариант.
Для полного перебора или перебора по словарю можно использовать программы PasswordsPro, MD5BFCPF, John the Ripper. Для перебора по словарю существуют готовые словари.
Как работает протокол?
Утилита md5sum, предназначенная для хеширования данных заданного файла по алгоритму MD5, возвращает строку. Она состоит из 32 цифр в шестнадцатеричной системе счисления (016f8e458c8f89ef75fa7a78265a0025).
То есть хеш, полученный от функции, работа которой основана на этом алгоритме, выдает строку в 16 байт (128) бит. И эта строка включает в себя 16 шестнадцатеричных чисел. При этом изменение хотя бы одного ее символа приведет к последующему бесповоротному изменению значений всех остальных битов строки.
В данном алгоритме предполагается наличие 5 шагов, а именно:
Вычисление в цикле
На втором шаге в оставшиеся 64 бита дописывают 64-битное представление длины данных до выравнивания. Сначала записывают младшие 4 байта. Если длина превосходит то дописывают только младшие биты. После этого длина потока станет кратной 512. Вычисления будут основываться на представлении этого потока данных в виде массива слов по 512 бит.
На третьем для вычислений используются четыре переменные размером 32 бита и задаются начальные значения в 16-ричном виде. В этих переменных будут храниться результаты промежуточных вычислений.
В итоге на 5-ом шаге мы получим результат вычислений, который находится в буфере это и есть хеш. Если выводить побайтово, начиная с младшего байта первой переменной и закончив старшим байтом последней, то мы получим MD5-хеш.
Шаг 4. Вычисление в цикле [ ]
Заносим в блок данных элемент n из массива. Сохраняются значения A, B, C и D, оставшиеся после операций над предыдущими блоками (или их начальные значения, если блок первый).
AA = A BB = B CC = C DD = D
Суммируем с результатом предыдущего цикла:
После окончания цикла необходимо проверить, есть ли еще блоки для вычислений. Если да, то изменяем номер элемента массива (n++) и переходим в начало цикла.
Заключение
К сожалению, выяснилось, что алгоритм MD5 не способен отвечать данным требованиям. IETF (Internet Engineering Task Force) рекомендовала новым проектам протоколов не использовать MD5, так как исследовательские атаки предоставили достаточные основания для исключения использования алгоритма в приложениях, которым требуется устойчивость к различного рода коллизиям.
Хеши MD5 больше не считаются безопасными, и их не рекомендовано использовать для криптографической аутентификации.
Для проверки целостности файлов применяются хэш-суммы, позволяющие путем сравнения отследить изменения или повреждения в файле.
MD5-хеши
Хеш содержит 128 бит (16 байт) и обычно представляется как последовательность из 32 шестнадцатеричных цифр.
Несколько примеров хеша:
Пример MD5-хеша для «нулевой» строки:
Шаг 5. Результат вычислений [ ]
Результат вычислений находится в буфере ABCD, это и есть хеш. Если вывести слова в обратном порядке DCBA, то мы получим наш MD5 хеш.
Что такое хэш суммы md5?
Это специальный криптографический алгоритм хэширования, состоящий из 32 шестнадцатеричных цифр и букв. Используется во многих файлах и сервисах. Существуют другие подобные алгоритмы, например, SHA.
Информационная энтропия
Энтропия
Надежность и сложность пароля в сфере информационных технологий обычно измеряется в терминах теории информации. Чем выше информационная энтропия, тем надежнее пароль и, следовательно, тем труднее его взломать.
Чем длиннее пароль и чем больше набор символов, из которого он получен, тем он надежнее. Правда вместо количества попыток, которые необходимо предпринять для угадывания пароля, принято вычислять логарифм по основанию 2 от этого числа, и полученное значение называется количеством «битов энтропии» в пароле. При увеличении длины пароля на один бит количество возможных паролей удвоится, что сделает задачу атакующего в два раза сложнее. В среднем, атакующий должен будет проверить половину из всех возможных паролей до того, как найдет правильный. В качестве наилучшей практики должно выполняться предварительное требование: приложение настаивает на том, чтобы пользователь использовал надежный пароль в процессе регистрации.
Зачем проверять целостность файла?
Полная идентичность контрольной суммы гарантирует, что файл не был несанкционированным образом изменен посторонним пользователем, а также является подтверждением того, что скачиваемые файлы являются точной копией исходных.
Проведение данной процедуры необходимо для проверки целостности загружаемых файлов, чтобы обезопасить свое устройство и убедиться в том, что злоумышленники их не модифицировали, заразив вирусами. Хэш-функция применяется для файлов любых типов, включая установщики EXE и архивы ZIP.
Хакеры могут взломать интернет-ресурс, на котором размещен файл для скачивания, а затем подменить его на зараженный и изменить контрольные суммы, указанные разработчиком программы.
Безопасное использование MD5
MD5 – до сих пор является одним из самых распространенных способов защитить информацию в сфере прикладных исследований, а также в области разработки веб-приложений. Хеш необходимо обезопасить от всевозможных хакерских атак.
Шаг 3. Инициализация буфера [ ]
Для вычислений инициализируются 4 переменных размером по 32 бита и задаются начальные значения шестнадцатеричными числами:
В этих переменных будут храниться результаты промежуточных вычислений. Начальное состояние ABCD называется инициализирующим вектором.
Определим еще функции и константы, которые нам понадобятся для вычислений.
MD5 хеши [ ]
Хеш содержит 128 бит (16 байт) и обычно представляется как последовательность из 32 шестнадцатеричных чисел.
Несколько примеров хеша:
Пример MD5 хеша для «нулевой» строки:
Что такое целостность файла?
Хэш сумма представляет собой простую последовательность символов, которая должна совпадать у проверяемых объектов. В случае несовпадения контрольных сумм становится понятно, что файл подвергался изменению или повреждению.
Шаг 1. Выравнивание потока
Криптоанализ [ ]
Для перебора по словарю или брутфорса можно использовать программы PasswordsPro [2] , MD5BFCPF [3] , [4]
RainbowCrack — новый вариант взлома хеша. Он основан на генерировании большого количества хешей из набора символов, и потом по этой базе можно вести поиск заданного хеша. Хотя генерация хешей занимает недели, зато последующий взлом производится за считанные минуты. Rainbow-таблицы можно найти, а можно сгенерировать самому.
AA1DDABE | D97ABFF5 | BBF0E1C1 | 32774244 |
1006363E | 7218209D | E01C136D | 9DA64D0E |
98A1FB19 | 1FAE44B0 | 236BB992 | 6B7A779B |
1326ED65 | D93E0972 | D458C868 | 6B72746A |
Тогда MD5(IV, L1) = MD5(IV, L2) = BF90E670752AF92B9CE4E3E1B12CF8DE.
В 2004 году китайские исследователи Ван Сяоюнь (Wang Xiaoyun), Фен Дэнгуо (Feng Dengguo), Лай Сюэцзя (Lai Xuejia) и Юй Хунбо (Yu Hongbo) объявили об обнаруженной ими уязвимости в алгоритме, позволяющей за небольшое время (1 час на коллизии . [5] [6]
В 2005 году исследователи Сяоюнь Ван и Хунбо Ю из университета Шандонг в Китае, опубликовали алгоритм, который может найти две различные последовательности 128 байт, которые дают одинаковый MD5 хеш. Одна из таких пар:
d131dd02c5e6eec4693d9a0698aff95c | 2fcab58712467eab4004583eb8fb7f89 |
55ad340609f4b30283e488832571415a | 085125e8f7cdc99fd91dbdf280373c5b |
d8823e3156348f5bae6dacd436c919c6 | dd53e2b487da03fd02396306d248cda0 |
e99f33420f577ee8ce54b67080a80d1e | c69821bcb6a8839396f9652b6ff72a70 |
d131dd02c5e6eec4693d9a0698aff95c | 2fcab50712467eab4004583eb8fb7f89 |
55ad340609f4b30283e4888325f1415a | 085125e8f7cdc99fd91dbd7280373c5b |
d8823e3156348f5bae6dacd436c919c6 | dd53e23487da03fd02396306d248cda0 |
e99f33420f577ee8ce54b67080280d1e | c69821bcb6a8839396f965ab6ff72a70 |
Каждый их этих блоков дает MD5 хеш равный 79054025255fb1a26e4bc422aef54eb4.
Шаг 3. Инициализация буфера
Для вычислений инициализируются 4 переменных размером по 32 бита и задаются начальные значения шестнадцатеричными числами (шестнадцатеричное представление, сначала младший байт):
В этих переменных будут храниться результаты промежуточных вычислений. Начальное состояние ABCD называется инициализирующим вектором.
Определим ещё функции и константы, которые нам понадобятся для вычислений.
История
В 1996 году Ганс Доббертин (Hans Dobbertin) объявил о коллизии в алгоритме и уже в то время было предложено использовать другие алгоритмы хеширования, такие как Whirlpool, SHA-1 или RIPEMD-160.
Из-за небольшого размера хеша в 128 бит, можно рассматривать birthday атаки. В марте 2004 года был запущен проект MD5CRK с целью обнаружения уязвимостей алгоритма, используя birthday атаки. Проект MD5CRK закончился 17 августа 2004 года, когда Ван Сяоюнь (Wang Xiaoyun), Фэн Дэнго (Feng Dengguo), Лай Сюэцзя (Lai Xuejia) и Юй Хунбо (Yu Hongbo) обнаружили уязвимости в алгоритме.
1 марта 2005 года Arjen Lenstra, Xiaoyun Wang и Benne de Weger продемонстрировали построение двух X.509 документов с различными открытыми ключами и одинаковым хешем MD5.
18 марта 2006 года исследователь Властимил Клима (Vlastimil Klima) опубликовал алгоритм, который может найти коллизии за одну минуту на обычном компьютере, метод получил название «туннелирование».
В конце 2008 года US-CERT призвал разработчиков программного обеспечения, владельцев веб-сайтов и пользователей прекратить использовать MD5 в любых целях, так как исследования продемонстрировали ненадёжность этого алгоритма. [1]
Коллизии MD5
AA1DDABE | D97ABFF5 | BBF0E1C1 | 32774244 |
1006363E | 7218209D | E01C136D | 9DA64D0E |
98A1FB19 | 1FAE44B0 | 236BB992 | 6B7A779B |
1326ED65 | D93E0972 | D458C868 | 6B72746A |
Тогда MD5(IV, L1) = MD5(IV, L2) = BF90E670752AF92B9CE4E3E1B12CF8DE.
В 2004 году китайские исследователи Ван Сяоюнь (Wang Xiaoyun), Фэн Дэнго (Feng Dengguo), Лай Сюэцзя (Lai Xuejia) и Юй Хунбо (Yu Hongbo) объявили об обнаруженной ими уязвимости в алгоритме, позволяющей за небольшое время (1 час на кластере IBM p690 (англ.)) находить коллизии. [8] [9]
В 2005 году Ван Сяоюнь и Юй Хунбо из университета Шаньдуна в Китае опубликовали алгоритм, который может найти две различные последовательности в 128 байт, которые дают одинаковый MD5-хеш. Одна из таких пар (отличающиеся разряды выделены):
d131dd02c5e6eec4693d9a0698aff95c | 2fcab5 8 712467eab4004583eb8fb7f89 |
55ad340609f4b30283e4888325 7 1415a | 085125e8f7cdc99fd91dbd f 280373c5b |
d8823e3156348f5bae6dacd436c919c6 | dd53e2 b 487da03fd02396306d248cda0 |
e99f33420f577ee8ce54b67080 a 80d1e | c69821bcb6a8839396f965 2 b6ff72a70 |
d131dd02c5e6eec4693d9a0698aff95c | 2fcab5 0 712467eab4004583eb8fb7f89 |
55ad340609f4b30283e4888325 f 1415a | 085125e8f7cdc99fd91dbd 7 280373c5b |
d8823e3156348f5bae6dacd436c919c6 | dd53e2 3 487da03fd02396306d248cda0 |
e99f33420f577ee8ce54b67080 2 80d1e | c69821bcb6a8839396f965 a b6ff72a70 |
Каждый из этих блоков даёт MD5-хеш, равный 79054025255fb1a26e4bc422aef54eb4.
Метод Ван Сяоюня и Юй Хунбо
Метод Ван Сяоюня и Юй Хунбо использует тот факт, что MD5 построен на итерационном методе Меркла-Дамгарда. Поданный на вход файл сначала дополняется, так чтобы его длина была кратна 64 байтам, после этого он делится на блоки по 64 байта каждый M0,M1,…,Mn-1. Далее вычисляется последовательность 16-байтных состояний s0,…,sn по правилу si+1=f(si,Mi), где f некоторая фиксированная функция. Начальное состояние s0 называется инициализирующим вектором.
Метод позволяет для заданного инициализирующего вектора найти две пары и , такие что . Важно отметить, что этот метод работает для любого инициализирующего вектора, а не только для вектора используемого по стандарту.
Применение этой атаки к MD4 позволяет найти коллизию меньше чем за секунду. Она также применима к другим хеш-функциям, таким как RIPEMD и HAVAL.
В 2006 году чешский исследователь Властимил Клима опубликовал алгоритм, позволяющий находить коллизии на обычном компьютере с любым начальным вектором (A,B,C,D) при помощи метода, названного им «туннелирование». [10] [11]
Как можно проверить целостность файла?
Для проверки контрольных сумм файлов можно воспользоваться специальными программами. Можно проверить целостность файла онлайн или прибегнуть к использованию встроенного инструмента в командной строке Windows, который называется CertUtil.
Чтобы выполнить проверку по алгоритму MD5, нужно ввести в командную строку следующее:
после чего указать путь к файлу, который необходимо проверить. После этого останется запустить выполнение команды с помощью клавиши Enter.
Читайте также: