Qué es el hashing: Funcionamiento y uso en ciberseguridad

El hashing es un proceso crucial en la seguridad de la información que transforma cualquier cantidad de datos en un valor único y fijo, facilitando su rápida recuperación y garantizando su integridad.

¿Qué es el hashing?

El hashing es un algoritmo de procesamiento de datos que se utiliza para transformar una cadena de texto o un conjunto de datos en una representación numérica única y fija. Este proceso se realiza mediante una función de hash, que genera un valor único para cada entrada distinta, denominado hash.

El hashing se utiliza comúnmente en la programación para almacenar y recuperar datos de manera eficiente.

El proceso de hashing funciona de la siguiente manera:

1. Entrada. Se proporciona una cadena de texto o un conjunto de datos como entrada.
2. Función de hash. La entrada se pasa a través de una función de hash, que utiliza un algoritmo matemático para transformar la entrada en una representación numérica única.
3. Hash. El resultado es el hash, una representación numérica única y fija de la entrada original.

Si la función de hash es buena, el mismo mensaje de entrada siempre producirá el mismo número de salida y un pequeño cambio en el mensaje cambiará drásticamente el número de salida.

Sin embargo, es importante tener en cuenta que las funciones no son perfectas. Existe la posibilidad de que dos mensajes diferentes produzcan el mismo hash, lo que se conoce como una colisión de hash. A pesar de ello, las buenas funciones de hash están diseñadas para minimizar la probabilidad de colisiones.

Utilización de los valores hash

Ahora que conocemos qué es un hash, es relevante descubrir que los valores hash son extremadamente útiles en una variedad de aplicaciones, que incluyen:

• Almacenamiento y recuperación de datos: el algoritmo hashing se utiliza para almacenar y recuperar datos de manera eficiente. En una base de datos, el hashing sirve para indexar y recuperar datos rápidamente. Al almacenar los datos en una tabla de hash, la función de hash sirve para calcular directamente la ubicación de los datos en la tabla.
• Autenticación de datos: estos valores se utiliza comúnmente para autenticar los datos, ya que es muy complejo generar un hash que coincida con el hash original. Además, cualquier mínima modificación en los datos provoca la creación de un nuevo hash.
• Cifrado de datos: se utiliza para cifrar datos de manera segura. Al almacenar datos en modo cifrado, el hashing sirve para proteger la integridad y la confidencialidad de estos. Esta función asociada a la criptografía ha convertido al hashing en un elemento fundamental de la tecnología blockchain.
• Detección de duplicados: los valores hash sirven también para detectar datos duplicados. Si dos conjuntos de datos tienen el mismo valor hash, es probable que sean idénticos.

Características del funcionamiento del hashing

Las características fundamentales del funcionamiento del hashing son:

Ilegibilidad

Los datos de salida del hash, los hashes, no son legibles ni reconocibles. El objetivo es hacer que los resultados sean difíciles de decodificar o de entender, lo que proporciona una mayor seguridad en aplicaciones como la criptografía y la autenticación de datos.

Continuidad

Es la capacidad de un algoritmo de hashing para mantener una conexión o relación entre los datos de entrada y los resultados generados. Esto implica que los resultados sean coherentes y consistentes a lo largo del tiempo, lo que es especialmente importante para aplicaciones que requieren integridad y seguridad de datos.

Velocidad

La velocidad es una característica esencial del hashing. Las funciones de hash están diseñadas para ser extremadamente rápidas y eficientes. En general, la velocidad del hashing depende de la complejidad del algoritmo y la capacidad de hardware utilizada.

Determinismo

Esta característica del hashing hace referencia a la capacidad de un algoritmo de hashing para producir resultados que siempre son los mismos para una entrada específica.

Implica que el resultado del hashing sea predecible y no esté influenciado por factores externos. De esta forma, dada una entrada, el algoritmo siempre producirá el mismo hash y, por lo tanto, si dos personas tienen los mismos datos y usan la misma función de hash, obtendrán el mismo hash.

Seguridad contra colisiones de valores

Hace referencia a la capacidad de un algoritmo de hashing para minimizar la probabilidad de colisiones entre diferentes entradas.

En teoría, un algoritmo de hash perfecto produciría valores únicos para cada entrada única. Sin embargo, en la práctica, debido a la cantidad limitada de valores de hash posibles, pueden ocurrir colisiones, donde diferentes entradas producen el mismo valor de hash.

Un buen algoritmo de hash distribuirá las entradas de manera uniforme a través del espacio de hash, reduciendo la probabilidad de colisiones y mejorando la seguridad.

Casos de uso del hashing en ciberseguridad

A continuación te explicamos algunos casos de uso destacados del hashing en ciberseguridad:

Verificación de integridad de archivos

En criptografía, los valores hash se utilizan para verificar la integridad de los datos. Al calcular el valor hash de los datos antes y después de la transmisión, se puede comprobar si los datos han sido alterados durante la transmisión.

Firmas digitales

En las firmas digitales, se utiliza un valor hash del mensaje como entrada para el algoritmo de firma. Esto permite verificar la autenticidad del remitente y la integridad del mensaje.

Almacenamiento seguro de contraseñas

El algoritmo hashing se utiliza para autenticar la identidad de un usuario y almacenar las contraseñas de forma segura. Al registrarse en una aplicación, el usuario proporciona una contraseña que se almacena como un hash.

Cuando el usuario se loguea, la aplicación comprueba la contraseña proporcionada contra el hash almacenado. Al almacenarse como hash, la dificultad para que esa contraseña sea descifrada y utilizada por alguien que no sea el usuario que la ha generado es grande.

Prevención de ataques de replay, fuerza bruta, de inyección de SQL y de cross-site scripting

El hashing ayuda a prevenir este tipo de ataques, ya que es difícil para un atacante reproducir un hash que ya ha sido verificado o generar un hash que coincida con el hash original. Esto hace que sea complicado acceder a los datos sin ser autorizado.

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Ventajas del hashing que debes conocer

El hashing ofrece varias ventajas frente a otros métodos de encriptación y almacenamiento de datos:

1. Velocidad. Es muy rápido y eficiente, ya que se basa en operaciones matemáticas simples y no requiere complejos algoritmos de búsqueda.
2. Escalabilidad. Es escalable, puesto que no depende de la complejidad del contenido, lo que lo hace adecuado para grandes cantidades de datos.
3. Irreversibilidad. Es irreversible, lo que significa que no se puede recuperar los datos originales a partir del hash. Esto proporciona una capa adicional de seguridad para proteger los datos confidenciales.
4. Integridad del dato. El algoritmo hashing garantiza que los datos no sean modificados o alterados durante el proceso de transmisión o almacenamiento.
5. Autenticación. Al comparar el hash de los datos originales con el hash de los datos recibidos, se puede verificar que los datos no han sido modificados durante el proceso de transmisión.
6. Eficiencia. Los algoritmos de hashing modernos son rápidos y eficientes, dando respuesta a aplicaciones que requieren una alta velocidad de procesamiento.
7. No requiere claves, ni comunicación segura, ni servicios de encriptación. Por su mismo funcionamiento, el hashing no requiere ni claves ni comunicación segura ni servicios de encriptación para proteger los datos, por lo que su implementación es sencilla y, a la vez, resulta idóneo para aplicaciones que requieren una alta seguridad.
8. No dependencia. El hashing no depende de factores, como la complejidad, estructura, lengua, frecuencia o categorización de los datos, que puedan condicionar su aplicación.

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