Подписываем данные: hmac на практике в api и web-формах

Текущее состояние

Windows 7 с sp1 и Windows Server 2008 R2 с SP1

Перед установкой любого обновления, выпущенного 13 августа 2019 г. или более поздней версии, необходимо установить следующие необходимые обновления, а затем перезапустить устройство. Необходимые обновления можно устанавливать в любом порядке, и их не нужно переустановить, если только не установлена новая версия необходимого обновления.

Обновление стека обслуживания (SSU) (KB4490628). При использовании Обновления Windows вам будет автоматически предложен необходимый SSU.

Обновление SHA-2(KB4474419)выпущено 10 сентября 2019 г. При использовании Обновления Windows вам автоматически будет предложено необходимое обновление SHA-2.

Важно!После установки всех необходимых обновлений необходимо перезапустить устройство перед установкой ежемесячных обновлений, обновлений только для системы безопасности, предварительной версии monthly Rollup или автономных обновлений

Windows Server 2008 с пакетом обновления 2 (SP2)

Перед установкой обновлений, выпущенных 10 сентября 2019 г. или более поздней версии, необходимо установить следующие обновления, а затем перезапустить устройство. Необходимые обновления можно устанавливать в любом порядке, и их не нужно переустановить, если только не установлена новая версия необходимого обновления.

Обновление стека обслуживания (SSU) (KB4493730). Если вы используете Обновление Windows, вам автоматически будет предложено необходимое обновление SSU.

Последнее обновление SHA-2(KB4474419)выпущено 10 сентября 2019 г. При использовании Обновления Windows вам автоматически будет предложено необходимое обновление SHA-2.

Важно!После установки всех необходимых обновлений необходимо перезапустить устройство перед установкой ежемесячных обновлений, обновлений только для системы безопасности, предварительной версии monthly Rollup или автономных обновлений

Алгоритм шифрования Bitcoin в майнинге

  1. С момента появления BTC в 2009-м, а также до середины 2010 года было актуально применение центрального процессора (CPU).
  2. До середины 2011 года майнеры задействовали компьютеры с видеокартами (GPU).
  3. До начала 2013 года были популярны FGPA, а также фермы на графических процессорах.
  4. В 2014-м появились асики. По производительности они затмили существующее оборудование. Несмотря на это, до начала 2017 года майнеры использовали фермы на GPU и работали в пулах, но к концу 2017-го и до сегодняшних дней актуальны только ASIC-майнеры. Применение иного оборудования нерентабельно.

блоксложность добычи BTC

Как используют хеши для проверки данных

Хэши являются результатом работы криптографических алгоритмов, и представляют собой строку символов. Часто эти строки имеют фиксированную длину, независимо от размера входных данных.

Взгляните на диаграмму, и вы увидите, что хеш «Fox» и «The red fox jumps over the blue dog» имеет одинаковую длину. Теперь сравните второй пример на графике с третьим, четвертым и пятым. Вы увидите, что, несмотря на незначительные изменения во входных данных, хеши сильно отличаются друг от друга. Даже если кто-то изменит очень маленький фрагмент входных данных, хэш будет резко меняться.

MD5, SHA-1 и SHA-256 – это разные алгоритмы хеш-функции. Создатели программного обеспечения часто указывают хеш для загружаемых файлов.

Таким образом, Вы можете загрузить файл, а затем сравнить опубликованный с рассчитанным для загруженного файла, чтобы подтвердить, что Вы получили оригинальный файл, и что он не был поврежден во время процесса загрузки или подделан злонамеренно.

Как мы видели выше, даже небольшое изменение в файле резко изменит хэш.

Они также могут быть полезны, если файл получен из неофициального источника, и вы хотите проверить, что это «законно». Допустим, у Вас есть Linux.iso-файл, который вы откуда-то получили, и вы хотите убедиться, что он оригинальный. Вы можете посмотреть хеш этого ISO-файла в интернете на веб-сайте дистрибутивов Linux. Затем рассчитать хеш-функцию на вашем компьютере и убедиться, что результат соответствует хеш-значению, которое вы ожидаете от него. Это подтверждает, что у вас тот же файл, который предлагается для загрузки на официальном веб-сайте дистрибутива Linux.

Слабые и сильные стороны алгоритма хэширования Биткоина

Несмотря на ряд положительных качеств, алгоритм хэширования Bitcoin имеет ряд слабых мест:

Контроль со стороны участников добычи BTC. Здесь работает идентичный принцип, как и в акционерных обществах (АО), когда участники компании имеют определенное число акций. Чем большие мощности сосредоточены в руках майнеров криптосети, тем сильнее их воздействие на общую систему. Кроме того, из-за растущей сложности добычи в 2018 году заметна тенденция перехода майнинга из рук частных майнеров под контроль крупных организаций, занимающихся созданием оборудования для добычи виртуальных монет. Для получения Биткоинов частный майнер должен тратить крупные суммы на покупку асиков, подключаться к одному из пулов и платить за электроэнергию. Если экономить на оборудовании, добыча теряет рентабельность.
Следствием рассмотренной выше ситуации является тот факт, что «львиная» доля Биткоинов концентрируется в руках собственников крупных майнинговых компаний

Если взять во внимание, что не все полученные Bitcoin попадают в продажу, такие организации превращаются в инвесторов и хранителей монет. В результате число коинов в обороте снижается

Кроме того, накопление криптовалюты позволяет влиять на децентрализацию, а также курсовую стоимость BTC в процессе торгов.
Алгоритм SHA-256 из-за имеющихся недостатков постепенно отходит в прошлое, а на его место приходят более совершенные проекты. К примеру, популярность набирают Scrypt, Ethash, Blake-256, Equihash и другие. Новые алгоритмы имеют лучшую защиту и уровень безопасности, что вынудило создателей многих криптовалют отказываться от устаревшего SHA-256 в пользу более совершенных технологий.
Несмотря на исправление главных ошибок, которые были выявлены разработчиками, некоторые уязвимости убрать не удалось (в 2008 году было найдены коллизии для 22 итераций). Вот почему разработка SHA продолжилась, а на смену второй версии пришел SHA-3.

Сатоши Накамото

Преимущества Недостатки
Широкое распространение (в том числе в криптовалютном секторе). Протокол SHA активно применяется в повседневной сфере для защиты информации. Потеря децентрализации. Мощности концентрируются в руках майнинговых компаний.
Надежная защита от взлома. Итерация в SHA имеет простую структуру, что со временем привело к росту сложности добычи. На август 2018-го для майнинга Биткоинов можно использовать только асики с высокой производительностью.
Удобство в вопросах добычи коинов, универсальность в вопросе выбора техники для майнинга. Появляются новые алгоритмы, которые имеют более совершенную структуру.
Во втором варианте (SHA-2) создателям удалось устранить ряд недоработок, негативно влияющих на надежность системы. Несмотря на активную работу над ошибками, удалить многие недостатки так и не удалось. Не удивительно, что разработчики создали новую версию SHA-3.
Протокол принят на законодательном уровне в США.

алгоритм шифрования БиткоинаВидео о криптографических функциях и алгоритмах:

Ключи, хранилища ключей и алгоритмы шифрования ключей

Технологии постоянного шифрования используют два типа ключей: главные ключи столбцов и ключи шифрования столбцов.

Главный ключ столбца — это ключ, который используется для шифрования других ключей. Он находится под контролем клиента и хранится во внешнем хранилище ключей. Драйвер клиента с поддержкой постоянного шифрования взаимодействует с хранилищем ключей через поставщика хранилища главного столбца ключа, который может быть либо частью библиотеки драйверов (системный поставщик или поставщик Microsoft), либо частью клиентского приложения (пользовательский поставщик). На данный момент клиентские библиотеки драйверов включают поставщики хранилища ключей Microsoft для хранилища сертификатов Windows и аппаратные модули безопасности (HSM). Текущий список поставщиков см. в статье CREATE COLUMN MASTER KEY (Transact-SQL). Разработчик приложения может задать пользовательского поставщика для произвольного хранилища.

Ключ шифрования столбца — это ключ шифрования содержимого (например, ключ, используемый для защиты данных). Он защищен главным ключом столбца.

Все поставщики хранилища главного столбца ключа Microsoft шифруют ключи шифрования столбца при помощи ключа RSA, используя оптимальное асимметричное шифрование с дополнением (RSA-OAEP). Поставщик хранилища ключей, поддерживающий Microsoft Cryptography API: Следующее поколение (CNG) в .NET Framework (класс SqlColumnEncryptionCngProvider) использует параметры по умолчанию, указанные в RFC 8017, раздел A.2.1. В этих параметрах по умолчанию используется хэш-функция SHA-1 и функция генерации маски MGF1 с помощью SHA-1. Все остальные поставщики хранилищ ключей используют SHA-256.

Always Encrypted внутренне использует проверенные криптографические модули FIPS 140-2.

Длина зашифрованного текста

Длина (в байтах) конкретных компонентов зашифрованного текста AEAD_AES_256_CBC_HMAC_SHA_256 :

  • versionbyte: 1

  • MAC: 32

  • IV: 16

  • aes_256_cbc_ciphertext — , где:

    • block_size — 16 байт;

    • cell_data — значение открытого текста.

    Таким образом, минимальный размер aes_256_cbc_ciphertext составляет 1 блок. Это равно 16 байтам.

Длину зашифрованного текста после шифрования значений заданного открытого текста (cell_data) можно вычислить по следующей формуле:

Пример:

  • После шифрования 4-байтовое значение открытого текста типа int станет длинным двоичным значением размером 65 байт.

  • После шифрования 2000-байтовое значение открытого текста типа nchar(1000) станет длинным двоичным значением размером 2065 байт.

Следующая таблица содержит полный список типов данных и длину зашифрованного текста для каждого типа.

Тип данных Длина зашифрованного текста (в байтах)
bigint 65
binary Возможны разные варианты. Рассчитывается по формуле выше.
bit 65
char Возможны разные варианты. Рассчитывается по формуле выше.
date 65
datetime 65
datetime2 65
datetimeoffset 65
decimal 81
float 65
geography Не поддерживается.
geometry Не поддерживается.
hierarchyid Не поддерживается.
image Не поддерживается.
int 65
money 65
nchar Возможны разные варианты. Рассчитывается по формуле выше.
ntext Не поддерживается.
numeric 81
nvarchar Возможны разные варианты. Рассчитывается по формуле выше.
real 65
smalldatetime 65
smallint 65
smallmoney 65
sql_variant Не поддерживается.
sysname Не поддерживается.
text Не поддерживается.
time 65
timestamp (rowversion) Не поддерживается.
tinyint 65
uniqueidentifier 81
varbinary Возможны разные варианты. Рассчитывается по формуле выше.
varchar Возможны разные варианты. Рассчитывается по формуле выше.
xml Не поддерживается.

Применение SHA-256

Правительство США разрешает использование данного алгоритма в коммерческих и любых других целях для шифрования данных. SHA-256 даже используется в веб-браузере, которым Вы пользуетесь каждый день. Даже при посещении веб-сайта с шифрованым протоколом передачи данных (https://), вы автоматически взаимодействуете с SHA-256, на котором построена работа SSL — сертификат безопасности, которым защищены очень многие интеренет ресурсы. Потому нет ничего странного в том, что криптовалюта с первых дней своего существования пользуется алгоритмом SHA-256. Он производит довольно несложную криптографическую операцию и 32-битное сложение.

SHA-256 не единственный алгоритм, используемый криптовалютами. Например, Litecoin, Dogecoin и многие другие монеты используют Scrypt. Это более сложный алгоритм, который во время операции собирает 1024 значения хэш-кода, соединяет их на выходе и выдает полученный результат. Более сложный алгоритм соответственно требует более высоких мощностей.

Популярные криптовалюты с алгоритмом SHA-256

  • Bitcoin
  • Peercoin
  • Namecoin
  • Unobtanium
  • Deutsche eMark
  • BetaCoin
  • Joulecoin
  • IXCoin
  • Steemit
  • Auroracoin
  • Bitcoin Cash
  • Bitcoin Gold
  • Digibyte
  • Tron
  • Litecoin Cash

Updates KB4474419 and KB4490628

Effective March 12, 2019, Microsoft has extended the support article titled 2019 SHA-2 Code Signing Support requirement for Windows and WSUS with the details and named the required updates.

Security Update KB4474419

Update KB4474419 (SHA-2 code signing support update for Windows Server 2008 R2 and Windows 7: March 12, 2019) adds support for SHA-2 signature evaluation for Windows 7 SP1 and its server pendants. The update is automatically downloaded and installed via Windows Update. The update is also available via Windows Server Update Services (WSUS) or for manual download via Microsoft Update Catalog. The update is also linked to the Microsoft Update Catalog on the ADV90009 advisory page.

Advertising

Servicing Stack Update KB4490628

In addition, the Servicing Stack Update (SSUs) KB4490628 was released for Windows 7 SP1 and Windows Server 2008 R2 SP1. This update fixes a problem with the Servicing Stack when installing updates that were signed using only the SHA-2 hash algorithm. I already pointed this out in the blog post Patchday: Updates for Windows 7/8.1/Server (March 12, 2019).

More options in Python SHA-2

Now let us see the other commonly used options available in Python’s sha-2 hashing algorithms.

Hash code in byte

As you have seen in the above examples returned the sha-2 hash codes as a hexadecimal value using the hexdigest() method. If you need to get the resultant sha-2 hash code in byte value, then use the digest() method. Here is an example.

>>> import hashlib
>>> hashlib.sha224(b"www.MyTecBits.com").digest()
b"\x0f\xc6\xf0.\xb4\x97\x80J\x9e\x03\xc5O\xaf\xff\x82Au\xde\x0f\xc6\xa2e'\xb3/\xb2\xb6\x9c"
>>> hashlib.sha256(b"www.MyTecBits.com").digest()
b'W\xe7>\xa5\xa3@\xa5:\rBYcB\xc1iJQW\x84\xa0j\xc7\xcf\xc3\xbap\xb9\x8fvzB\xea'
>>> hashlib.sha384(b"www.MyTecBits.com").digest()
b'\x06x]\x0e\xef\xc3\xa056*\x06\x88\x97\x97p6kE\x02\x0c\x1c\xd4\xb9\xe8\xc1J\x06\xc5\xbeL\xecY\xfa\xce\\L\n\t\xba\x82\xd5\xee\x91\xc8=\x81\xf0\xbb'
>>> hashlib.sha512(b"www.MyTecBits.com").digest()
b'\xc5\xa4\xde\xa1\xf0\x88\xe8|\xbb\xa3\x0bHw7nJt\x1c\xb0\x01\x86\xf7\xb8A\xcb{\xff\n:}\x85\x95 \x98\xd9\x8e`Es\xd5\x14r`)\xe9\x14\x11\x94D\x1e\xa0\x0c\x87tmL\xe8\xd1\r\x05\xef'

Using update()

In the earlier examples we have created the hash object initialized with the encoded string or byte string. There is another way to append the byte string to the sha1 hash object using update() method. You can use the update() multiple times to append the byte string or any other byte date. This method comes in handy when you want to append data to the hash object based on multiple conditions. Here is an example for SHA224. You can use the same example for other sha2 algorithms SHA256, SHA384 and SHA512.

import hashlib
  
# create a sha224 hash object
hash_object = hashlib.sha224()
 
# append the byte string
hash_object.update(b"www.")
hash_object.update(b"MyTecBits")
hash_object.update(b".com")
 
print("\n", hash_object.hexdigest(), "\n")

Output:

0fc6f02eb497804a9e03c54fafff824175de0fc6a26527b32fb2b69c

Using new()

In the earlier examples we have created the hash abject using the sha224() or sha256() or sha384() or sha512() constructor method. There is another way to initialize with one of the sha-2 hash object. It is by using the new() method. In the new() method, you have to specify the name of the algorithm you want to use as its first parameter. In addition, you can also add the encoded string as an optional second parameter. Here is an example

import hashlib

str = "www.MyTecBits.com"

# create a sha-2 hash objects
hash_sha224 = hashlib.new("sha224", str.encode())
hash_sha256 = hashlib.new("sha256", str.encode())
hash_sha384 = hashlib.new("sha384", str.encode())
hash_sha512 = hashlib.new("sha512", str.encode())
 
print("\nSHA224 Hash: ", hash_sha224.hexdigest())
print("\nSHA256 Hash: ", hash_sha256.hexdigest())
print("\nSHA384 Hash: ", hash_sha384.hexdigest())
print("\nSHA512 Hash: ", hash_sha512.hexdigest())

Output:

SHA224 Hash:  0fc6f02eb497804a9e03c54fafff824175de0fc6a26527b32fb2b69c

SHA256 Hash:  57e73ea5a340a53a0d42596342c1694a515784a06ac7cfc3ba70b98f767a42ea

SHA384 Hash:  06785d0eefc3a035362a0688979770366b45020c1cd4b9e8c14a06c5be4cec59face5c4c0a09ba82d5ee91c83d81f0bb

SHA512 Hash:  c5a4dea1f088e87cbba30b4877376e4a741cb00186f75b6d5db841cb7bff0a3a7d85952098d98e604573d514726029e9141194441ea00c87746d4ce8d10d05ef

SHA 2 Compatible Browsers

Chrome 26+
Firefox 1.5+
Internet Explorer 6+ (With XP SP3+)
Konqueror 3.5.6+
Mozilla 1.4+
Netscape 7.1+
Opera 9.0+
Safari 3+(Ships with OS X 10.5)

Related Resources

  • Convert a Certificate to PEM: CRT to PEM, CER to PEM, DER to PEM
  • Guide for the “SSL Certificate Problem: Unable to get Local Issuer Certificate”
  • SSL_Error_rx_record_too_long – The Trouble Shooting Guide
  • ERR_CONNECTION_REFUSED in Chrome – Fixing Guide by SSLSecurity
  • Explained: Hashing vs. Encryption
  • Your Connection is not Private Error – A Fixing Guide for all devices
  • Decoded: Examples of How Hashing Algorithms Work
  • Explained: Hashing vs. Encryption vs. Encoding
  • Digital Signature vs. Digital Certificate: The Difference Explained

Как установить sha256 windows 7

Важные изменения работы игр на Windows 7

В мае 2021 года запуск игры станет невозможен без поддержки цифровой подписи на основе хеш-алгоритма SHA-2. Если у вашей операционной системы не установлены все обновления в “Центре обновления Windows”, то можно подключить поддержку SHA-2 вручную или обновить свою Windows 7 до Windows 8 или более поздней версии. Чтобы активировать поддержку SHA-2 следуйте инструкции.

Ваша версия Windows 7 без установленного Service Pack 1:

Поставить sp1 x86: http://download.windowsupdate.com/msdownload/update/software/svpk/2011/02/windows6.1-kb976932-x86_c3516bc5c9e69fee6d9ac4f981f5b95977a8a2fa.exe Примечание: Если у вас не открывается ссылка, то попробуйте кликнуть по ней правой кнопкой мыши и выбрать вариант “Открыть в новой вкладке”.

Поставить sp1 x64: http://download.windowsupdate.com/msdownload/update/software/svpk/2011/02/windows6.1-kb976932-x64_74865ef2562006e51d7f9333b4a8d45b7a749dab.exe Примечание: Если у вас не открывается ссылка, то попробуйте кликнуть по ней правой кнопкой мыши и выбрать вариант “Открыть в новой вкладке”.

2. Нажмите на кнопку “Запустить”, чтобы начать скачивание этого файла. Если у вас браузер отличный от Internet Explorer, то перейдите сразу к следующему пункту.

3. После того как вы скачаете Service Pack 1, появится следующее диалоговое окно, где необходимо нажать кнопку “Запустить”.

4. Ознакомьтесь с подробностями перед установкой Service Pack 1 и нажмите “Далее”

Обратите внимание, что компьютер может несколько раз перезагрузиться во время установки

5. Сохраните все проекты и закройте программы, чтобы ничего не потерять, и установка прошла быстрее. Также рекомендуем нажать галочку “Автоматически перезагрузить компьютер”. Установка Service Pack 1 начнется только после того, как вы нажмете на кнопку “Установить”.

6. Когда установка будет завершена и ваш компьютер автоматически перезагрузится, Service Pack 1 будет полностью установлен. В некоторых случаях поддержка хеш-алгоритма цифровой подписи SHA-1 может автоматически не обновиться до SHA-2 — тогда при следующем запуске игры у вас появится инструкция, как его обновить вручную.

Ваша версия Windows 7 с установленным Service Pack 1:

Примечание: Если у вас не открывается ссылка, то попробуйте кликнуть по ней правой кнопкой мыши и выбрать вариант “Открыть в новой вкладке”.

2. Чтобы начать скачивание этого файла, нажмите на кнопку “Открыть”. Если у вас браузер отличный от Internet Explorer, то перейдите сразу к следующему пункту.

3. После того как вы запустите установщик, выдайте доступ на открытие web-контента кнопкой “Разрешить”.

4. Следующим шагом будет установка обновления. Выберите вариант “Да” и ожидайте полной установки.

5. После завершения обновления и перезагрузки компьютера хеш-алгоритм SHA-2 станет активным — теперь вы можете продолжить играть.

SHA-256 – что можно майнить

Все форки Bitcoin пошли по простому пути и используют тот же алгоритм хэширования. Сюда входят известные «альткоины»: Bitcoin Cash, Namecoin, Peercoin, Emercoin и сотни других, менее популярных.

Ethereum разработал собственную функцию Ethash, чтобы допустить к добыче только видеокарты (до момента полного переключения на Ethereum 2.0). Litecoin – Scrypt (в попытках быть резистентным к асикам). Современные криптовалюты предпочитают алгоритм Proof-of-Stake, в которых добыча криптовалют называется стейкингом. Традиционные Proof-of-Work вычисления становятся инвесторам всё менее интересными.

Список криптовалют на SHA-256

Отсортированы по размеру капитализации.

  • Bitcoin
  • Bitcoin Cash
  • Bitcoin SV
  • Bitcoin Diamond
  • BitcoinV
  • Namecoin
  • ILCoin
  • EmerCoin
  • Unobtanium
  • Litecoin Cash
  • Amoveo
  • Freicoin
  • Bean Cash
  • I0Coin
  • ADAMANT Messenger
  • Internet Of People
  • IXCoin
  • Sakura Bloom
  • Ultimate Secure Cash
  • Qbao
  • TerraCoin
  • Swing
  • PRISM
  • Sprouts
  • Neutron
  • Incakoin
  • ZetaCoin
  • Nubits
  • BitTokens
  • TRBO
  • И ещё сотни с капитализацией менее 100 тыс. $

What is SHA-2 support about?

Microsoft had announced in 2018 that it would only add SHA-2 signatures to its Windows updates from mid-2019 onwards – signing with SHA-1 would then no longer be necessary for security reasons. I’ve had published the article Windows 7: From April 2019 ‘SHA-2-Support’ is about that.

Users of Windows 7 SP1 (as well as its server counterparts) and WSUS will therefore need a special update from April 2019, which will enable the machine for SHA-2 code signatures. Without this update, these machines will not be able to process new updates in the future. In the blog post SHA-2 patch for Windows 7 arrives on March 2019 I had announced an update for this month, but I had to leave some details to it. As of March 12, 2019, Microsoft has provided the required updates as part of the patchday.

Что такое Python SHA256?

SHA расшифровывается как Безопасные хэш-алгоритмы. Это набор криптографических хэш-функций. Эти функции могут быть использованы для различных приложений, таких как пароли и т. Д. Модуль hashlib Python используется для реализации общего интерфейса для многих различных алгоритмов безопасного хэширования и дайджеста сообщений. Хэш-алгоритмы, включенные в этот модуль, являются:

  • SHA1: 160-битная хэш-функция, похожая на хэш MD5
  • SHA224: внутренний размер блока 32 бита (усеченная версия)
  • SHA256: внутренний размер блока 32 бита
  • SHA384: внутренний размер блока 32 бита (усеченная версия)
  • SHA512: внутренний размер блока 64 бита
  • Алгоритм MD5

Свойства

Получает значение, указывающее на возможность повторного использования текущего преобразования.Gets a value indicating whether the current transform can be reused.

(Унаследовано от HashAlgorithm)

Если переопределено в производном классе, возвращает значение, указывающее, возможно ли преобразование нескольких блоков.When overridden in a derived class, gets a value indicating whether multiple blocks can be transformed.

(Унаследовано от HashAlgorithm)

Получает значение вычисленного хэш-кода.Gets the value of the computed hash code.

(Унаследовано от HashAlgorithm)

Получает размер вычисленного хэш-кода в битах.Gets the size, in bits, of the computed hash code.

(Унаследовано от HashAlgorithm)

При переопределении в производном классе получает размер входного блока.When overridden in a derived class, gets the input block size.

(Унаследовано от HashAlgorithm)

При переопределении в производном классе получает размер выходного блока.When overridden in a derived class, gets the output block size.

(Унаследовано от HashAlgorithm)

Немного теории

Алгоритмом шифрования называется некая функция принимающая на вход строку произвольной длины, которая посредством определённого математического алгоритма преобразует INPUT (строку произвольной длины) в OUTPUT (строку фиксированной длины). Данный процесс конвертации называется хешированием или шифрованием. Конечным результатом шифрования любой подающей на вход информации называется цифровым отпечатком (дайджестом). Цель любого алгоритма заключается в сжатии, рассеивании и перемешивании входной информации. Оттого насколько сильно она преобразована будет зависеть не только безопасность этого самого отпечатка, но и алгоритма хеширования посредством которого был сформирован отпечаток. Наглядный процесс конвертации показан на схеме:

При передаче конфиденциальной информации возникает необходимость обеспечить эффективную защиту входных данных от злоумышленника, поэтому независимо от способа своей реализации любая современная криптографическая система защиты информации должна соблюдать ряду требований:

  1. В результате преобразования полученный фиксированный ключ должен обеспечивать надёжную защиту информации

  2. При незначительном изменении входной информации пропускаемую через hash-функцию должно соблюдаться существенное изменение выходного значения

  3. Отсутствие какой-либо зависимости между входной и выходной информацией

  4. Сложность или невозможность подбора входного значения для цифрового отпечатка

Целью шифрования информации при выборе наиболее стойкого и нового стандарта является сохранение и необратимое преобразование исходных данных, что на мой взгляд является и одним из важнейших его преимуществ. Недостатком — появление неизбежных коллизий при преобразовании. Предположим что есть два отличающихся информацией входных блока (x) которые нужно «пропустить» через функции хеширования (H) и получить фиксированной длины отпечатки (y). Если блоки (x) проходящие через функции (H) будут иметь одинаковые отпечатки (y) значить в результате выполненной работы образуется коллизия:

Bitcoin Hasher

Bitcoin Hasher представляет собой небольшое приложение для поиска коллизий в алгоритме шифрования SHA-256.

Осуществление поиска производится путем создания так называемого «двойного шифрования» цифровых отпечатков. То бишь из уже ранее зашифрованной информации полученной из Blockchain, приложение генерировало подобный отпечаток для каждой из транзакций посредством применения SHA-256.

Алгоритм работы сводился к следующему:

  1. На клиенте JavaScript делал новый XHR-запрос к Blockchain API следующего вида: https://blockchain.info/rawblock/ (уникальный идентификатор блока вводимый в input приложения).

  2. После отправки запроса к Blockchain серверам, в ответе Bitcoin Hasher получал детальную информацию о блоке, пример которой я уже описывал.

  3. Из поля «tx» приложение «забирало» массив дайджестов подтвержденных транзакций в конкретном блоке и на их основе Node.js генерировал точно такой же цифровой отпечаток каждой из транзакций.

  4. Параллельно работы генерации из поля «prev_block» (в которое входит значение идентификатора предыдущего блока) на клиенте JavaScript создавал новый XHR-запрос следующего вида: https://blockchain.info/rawblock/ (уникальный идентификатор предыдущего блока). Данный процесс был зациклен до тех пор пока все блоки и транзакции не будут обработаны.

  5. При параллельной работе клиент-серверного приложения все INPUT-OUTPUT данные записываются в папку db_blocks/block-NUMBER_BLOCK.txt

  6. Итоговой задачей остается найти INPUT дайджест, который является ключом к интересующему вас OUTPUT отпечатку.

Полезные материалы для ознакомления с приложением:

Процесс работы Bitcoin Hasher:

Требования алгоритма SHA 2

Данный алгоритм имеет 4, так скажем, требования. Точнее, 4 ключевых закона, по которым определяется его «чистота» работы:

  1. Остаток от хэш-функции должен меняться при изменении исходных данных. Если же остаток (хэш) не будет меняться в зависимости от оригинала, значит функции хеширования работают некорректно.
  2. Каждый образ (слепок) должен быть уникальным. Вероятность их совпадения крайне мала, хотя и существует. SHA 2 является довольно надёжным алгоритмом, поэтому проблем на этом этапе не возникает (защита от коллизий).
  3. Функции хеширования должны быть однонаправленными. Это означает, что с исходными данными можно работать лишь в одном направлении: шифровать, перемешивать, рассеивать биты информации. Расшифровать же эти данные, используя обратный алгоритм, не получится.
  4. И последнее требование — подбор необходимого хэш-значения (ключа) должен быть очень сложным. Именно таким образом исключается возможность подделки данных.

Методы

Освобождает все ресурсы, используемые классом HashAlgorithm.Releases all resources used by the HashAlgorithm class.

(Унаследовано от HashAlgorithm)

Вычисляет хэш-значение для заданного массива байтов.Computes the hash value for the specified byte array.

(Унаследовано от HashAlgorithm)

Вычисляет хэш-значение для заданной области заданного массива байтов.Computes the hash value for the specified region of the specified byte array.

(Унаследовано от HashAlgorithm)

Вычисляет хэш-значение для заданного объекта Stream.Computes the hash value for the specified Stream object.

(Унаследовано от HashAlgorithm)

Асинхронно вычисляет хэш-значение для заданного объекта Stream.Asynchronously computes the hash value for the specified Stream object.

(Унаследовано от HashAlgorithm)

Создает экземпляр реализации класса SHA256 по умолчанию.Creates an instance of the default implementation of SHA256.

Создает экземпляр заданной реализации класса SHA256.Creates an instance of a specified implementation of SHA256.

Освобождает все ресурсы, используемые текущим экземпляром класса HashAlgorithm.Releases all resources used by the current instance of the HashAlgorithm class.

(Унаследовано от HashAlgorithm)

Освобождает неуправляемые ресурсы, используемые объектом HashAlgorithm, а при необходимости освобождает также управляемые ресурсы.Releases the unmanaged resources used by the HashAlgorithm and optionally releases the managed resources.

(Унаследовано от HashAlgorithm)

Определяет, равен ли указанный объект текущему объекту.Determines whether the specified object is equal to the current object.

(Унаследовано от Object)

Служит хэш-функцией по умолчанию.Serves as the default hash function.

(Унаследовано от Object)

Возвращает объект Type для текущего экземпляра.Gets the Type of the current instance.

(Унаследовано от Object)

При переопределении в производном классе передает данные, записанные в объект, на вход хэш-алгоритма для вычисления хэша.When overridden in a derived class, routes data written to the object into the hash algorithm for computing the hash.

(Унаследовано от HashAlgorithm)

Передает записываемые в объект данные в хэш-алгоритм для вычисления хэша.Routes data written to the object into the hash algorithm for computing the hash.

(Унаследовано от HashAlgorithm)

Вычисляет хэш данных с помощью алгоритма SHA256.Computes the hash of data using the SHA256 algorithm.

Вычисляет хэш данных с помощью алгоритма SHA256.Computes the hash of data using the SHA256 algorithm.

Вычисляет хэш данных с помощью алгоритма SHA256.Computes the hash of data using the SHA256 algorithm.

Если переопределено в производном классе, завершает вычисление хэша после обработки последних данных криптографическим хэш-алгоритмом.When overridden in a derived class, finalizes the hash computation after the last data is processed by the cryptographic hash algorithm.

(Унаследовано от HashAlgorithm)

Сбрасывает хэш-алгоритм в исходное состояние.Resets the hash algorithm to its initial state.

(Унаследовано от HashAlgorithm)

Создает неполную копию текущего объекта Object.Creates a shallow copy of the current Object.

(Унаследовано от Object)

Возвращает строку, представляющую текущий объект.Returns a string that represents the current object.

(Унаследовано от Object)

Вычисляет хэш-значение для заданной области входного массива байтов и копирует указанную область входного массива байтов в заданную область выходного массива байтов.Computes the hash value for the specified region of the input byte array and copies the specified region of the input byte array to the specified region of the output byte array.

(Унаследовано от HashAlgorithm)

Вычисляет хэш-значение для заданной области заданного массива байтов.Computes the hash value for the specified region of the specified byte array.

(Унаследовано от HashAlgorithm)

Пытается вычислить хэш-значение для заданного массива байтов.Attempts to compute the hash value for the specified byte array.

(Унаследовано от HashAlgorithm)

Пытается вычислить хэш данных с помощью алгоритма SHA256.Attempts to compute the hash of data using the SHA256 algorithm.

Пытается завершить вычисление хэша после обработки последних данных хэш-алгоритмом.Attempts to finalize the hash computation after the last data is processed by the hash algorithm.

(Унаследовано от HashAlgorithm)

Итог

Простота алгоритма SHA-256 позволила владельцам более мощного оборудования (ASIC) завладеть практически всем рынком криптовалют. Так как SHA-256 связан с Proof-of-Work, награда внутри сети распределяется между пользователями в соответствии с количеством выполненной работы. Владельцы ASIC’ов зарабатывают куда больше чем любой пользователь, решивший собрать домашнюю ферму для майнинга оснащенную процессорами или видео картами. Главная проблема в том, что таким образом нарушается главный принцип криптовалюты – децентрализация. Потому энтузиастами крипто-сообщества был разработан алгоритм Scrypt, который является более сложным и использует другой способ распределения награды. Теоретически, данный алгоритм устанавливает равенство между пользователями и не отдает преимущество тем, у кого оборудование обладает более высокими мощностями.

SHA-256 на данный момент используется половиной всех существующих криптовалют. Но имеются и другие протоколы, которые имею все шансы перехватить первенство.