Artigo

Parte 3: Hashing - Garantindo a Integridade e Segurança dos Dados

Introdução ao Hashing

Hashing é o processo de transformar dados de tamanho variável em uma sequência fixa de caracteres, geralmente um número hexadecimal, usando uma função hash. Diferente da criptografia, que é reversível, o hashing é um processo unidirecional, ou seja, não é possível obter os dados originais a partir do hash. Hashing é amplamente utilizado em diversas áreas da segurança da informação, como verificação de integridade de dados e armazenamento seguro de senhas.

Características de uma Boa Função de Hash

Uma função de hash criptográfico deve possuir as seguintes características:

1. Determinística: A mesma entrada sempre gera a mesma saída.
2. Resistente a Colisões: É computacionalmente inviável encontrar duas entradas diferentes que produzam o mesmo hash.
3. Avalanche Effect: Pequenas alterações na entrada resultam em grandes mudanças no hash gerado.
4. Resistente a Pré-imagem: É computacionalmente inviável reverter o hash para encontrar a entrada original.
5. Rapidez: Deve ser eficiente para calcular o hash, mas com a possibilidade de adicionar complexidade adicional para casos específicos, como o hashing de senhas.

   Aplicações de Hashing

   Hashing desempenha um papel crucial em várias áreas da segurança da informação. Abaixo estão algumas das aplicações mais comuns:

   1. Verificação de Integridade de Dados:

      • Hashes são usados para verificar se os dados foram alterados ou corrompidos durante a transmissão ou armazenamento. Por exemplo, ao baixar um arquivo, o hash do arquivo pode ser comparado com o hash original fornecido pelo distribuidor para garantir que o arquivo não foi alterado.

   2. Armazenamento Seguro de Senhas:

      • Em vez de armazenar senhas em texto simples, as senhas são "hasheadas" e apenas o hash é armazenado. Quando um usuário faz login, a senha inserida é "hasheada" e comparada com o hash armazenado. Funções de hash específicas para senhas, como bcrypt, scrypt e Argon2, adicionam uma camada extra de segurança através de técnicas como salting (adicionar dados aleatórios ao hash) e stretching (tornar o processo de hash mais lento).

   3. Assinaturas Digitais:

      • Hashes são usados em assinaturas digitais para garantir que uma mensagem ou documento não foi alterado após a assinatura. A assinatura digital é gerada a partir do hash da mensagem e da chave privada do signatário. Qualquer alteração na mensagem resultará em um hash diferente, invalidando a assinatura.

   4. Criação de Índices em Bancos de Dados:

      • Hashing é utilizado em bancos de dados para criar índices que permitem acessos rápidos e eficientes aos dados.

   Funções de Hash Populares

   Existem várias funções de hash criptográficas, cada uma com suas características e aplicações:

   1. MD5 (Message Digest Algorithm 5):

      • Gera um hash de 128 bits (32 caracteres hexadecimais). Embora tenha sido amplamente usado no passado, atualmente é considerado inseguro devido à sua vulnerabilidade a colisões.

   2. SHA-1 (Secure Hash Algorithm 1):

      • Gera um hash de 160 bits (40 caracteres hexadecimais). Assim como o MD5, o SHA-1 também é considerado inseguro e obsoleto para a maioria das aplicações modernas.

   3. SHA-2 (Secure Hash Algorithm 2):

      • Família de funções hash que inclui SHA-224, SHA-256, SHA-384, e SHA-512, onde o número indica o tamanho do hash em bits. SHA-256 e SHA-512 são amplamente usados atualmente e são considerados seguros.

   4. SHA-3:

      • A última adição à família de algoritmos SHA, projetada para ser mais robusta e menos vulnerável a ataques de colisão e pré-imagem.

   5. bcrypt:

      • Específico para hash de senhas, bcrypt utiliza o algoritmo de criptografia Blowfish e adiciona um "salt" aleatório para cada senha, além de ser intencionalmente lento para dificultar ataques de força bruta.

   6. scrypt:

      • Projetado para ser resistente a ataques de hardware (como aqueles realizados com ASICs), scrypt é mais lento e requer mais memória do que bcrypt.

   7. Argon2:

      • Vencedor do Password Hashing Competition (PHC), Argon2 é considerado o estado da arte em hash de senhas, oferecendo uma excelente combinação de segurança e desempenho.

   Considerações de Segurança ao Usar Hashing

   1. Evitar Funções Hash Obsoletas: MD5 e SHA-1 não devem ser usados em sistemas novos, exceto em casos específicos de compatibilidade onde não há escolha.

   2. Utilizar Funções Hash Específicas para Senhas: Para armazenamento de senhas, use funções como bcrypt, scrypt ou Argon2, que são projetadas para resistir a ataques de força bruta e rainbow tables.

   3. Adicionar Salt: Sempre use salt ao hashear senhas para evitar que dois usuários com a mesma senha tenham o mesmo hash.

   4. Implementar "Key Stretching": Tornar o processo de hashing mais lento e computacionalmente intensivo para dificultar ataques de força bruta, especialmente em ambientes onde o hardware do atacante pode ser muito poderoso.

   5. Verificar Regularmente a Segurança das Funções Hash Utilizadas: O campo da criptografia está em constante evolução, e uma função hash considerada segura hoje pode ser vulnerável amanhã. Mantenha-se atualizado com as melhores práticas e recomendações de segurança.

   Considerações Finais

   O hashing é uma ferramenta fundamental na segurança da informação, fornecendo meios para proteger a integridade dos dados e o armazenamento seguro de informações sensíveis, como senhas. Ao implementar hashing, é crucial escolher a função hash adequada ao caso de uso e seguir as melhores práticas de segurança para garantir a robustez do sistema contra possíveis ataques.

Conclusão da Trilogia

HTTPS, SSL/TLS, e hashing são três pilares fundamentais da segurança na web. Cada um desempenha um papel específico na proteção da confidencialidade, integridade e autenticidade dos dados transmitidos e armazenados online. HTTPS garante a comunicação segura entre cliente e servidor, SSL/TLS fornece a base criptográfica para essa comunicação, e o hashing assegura a integridade dos dados e o armazenamento seguro de informações sensíveis.

A implementação adequada dessas tecnologias, combinada com uma vigilância constante sobre as melhores práticas de segurança, é essencial para garantir a proteção dos usuários e a integridade das aplicações web. Em um ambiente onde as ameaças cibernéticas estão em constante evolução, o conhecimento profundo e a aplicação precisa dessas tecnologias são indispensáveis para qualquer engenheiro de software que busca construir sistemas seguros e confiáveis.