Introducción
En primer lugar, trataremos de abordar de forma sencilla este concepto para aquellos que no lo conozcan. Podemos decir que un HASH no es más que un número resumen. De hecho, en muchos sitios web podéis encontrar expresiones como “checksum MD5″, lo que literalmente se traduce por “suma de comprobación”. Así, el concepto no es complicado, pero sí su implementación.
Pongamos un ejemplo: supongamos que tenemos un fichero cualquiera. Pues bien, si consideramos dicho fichero como un flujo de bits y le aplicamos un algoritmo de HASH lo que obtenemos es otro conjunto de bits (de longitud fija y que depende del número de bits de salida del algoritmo o función que utilicemos) que depende bit a bit del contenido del flujo original de bits que sirvió como entrada al algoritmo.
Además, cumplen las siguientes propiedades:
• Todos los HASHes generados con una función de hash tienen el mismo tamaño, sea cual sea el mensaje utilizado como entrada.
• Dado un mensaje, es fácil y rápido mediante un ordenador calcular su HASH.
• Es imposible reconstruir el mensaje original a partir de su HASH.
• Es imposible generar un mensaje con un HASH determinado.
Es decir, un algoritmo de HASH no es un algoritmo de encriptación, aunque sí se utiliza en esquemas de cifrado, como algoritmos de cifrado asimétrico (por ejemplo en el RSA).
Ahora bien, tener una función de estas características puede tener muchas aplicaciones. Algunas de ellas pueden ser las siguientes:
• Comprobación de integridad de ficheros: Supongamos que queremos transmitir un fichero a un amigo. Si antes de realizar este envío calculamos la función HASH del fichero, para nuestro amigo del otro extremo es posible verificar la integridad del fichero aplicando el mismo algoritmo al archivo que recibe. Si ambos coinciden, podemos asegurar que el envío ha sido satisfactorio. Ésta es una aplicación real que se utiliza, por ejemplo, para comprobar la integridad de muchos paquetes que se descargan en distribuciones del sistema operativo GNU/Linux.
• Seguridad en procesos de identificación en sistemas: Los procesos de identificación (Login+Password) se ven reforzados por estos algoritmos. Se utilizan de la siguiente forma: cuando un usuario accede a su computadora debe introducir su nombre de usuario y su password.
Pues bien, si el sistema operativo no registra estos datos como “texto claro”, si no que registra el resultado de aplicarles una función HASH, en el caso de que un usuario malicioso logre acceder a nuestro archivo de registros no conseguirá (a menos que el algoritmo utilizado sea malo o disponga de una supercomputadora) revertir el contenido de dicho registro, y por tanto no puede acceder a nuestro sistema. Esta misma idea se aplica en identificación de usuarios en muchas webs, con la diferencia de que para que este esquema sea seguro debe incluir información adicional y “aleatoria”, como marcas de tiempo y redundancias.
• Firma digital: Estos algoritmos se utilizan en esquemas de firma digital para verificar la integridad de la información enviada por el canal de comunicaciones. Algoritmos de cifrado asimétrico, como RSA por ejemplo, realizan lo siguiente: calculan la función HASH del contenido del mensaje que se va a enviar y luego se firma dicho checksum con la clave privada del emisor. Así se asegura la integridad de la información y el “no repudio”.
Atacando MD5 y SHA-1
Algunos de los algoritmos de HASH más utilizados, que son sobre los que trabajaremos, son los siguientes:
• MD5 (Message-Digest Algorithm 5 o Algoritmo de Firma de Mensajes 5): Desarrollado por Ron Rivest, ha sido hasta los últimos años el algoritmo hash más usado. Procesa mensajes de una longitud arbitraria en bloques de 512 bits generando un compendio de 128 bits. Debido a la capacidad de procesamiento actual esos 128 bits son insuficientes, además de que una serie de ataques criptoanalíticos han puesto de manifiesto algunas vulnerabilidades del algoritmo. Puede ser útil para comprobar la integridad de un fichero tras una descarga, por ejemplo, pero ya no es aceptable desde el punto de vista del criptoanálisis.
• SHA-1 (Secure Hash Algorithm 1 o Algorimo de Hash Seguro 1): El SHA-1 toma como entrada un mensaje de longitud máxima 264 bits (más de dos mil millones de Gigabytes) y produce como salida un resumen de 160 bits. Este número es mayor que el que se utilizaba en el algoritmo SHA original, 128 bits. Ya existen nuevas versiones de SHA que trabajan con resúmenes de 224,256,384 e incluso 512 bits.
En realidad, lo seguros o inseguros que estos algoritmos sean no depende de los conocimientos informáticos o telemáticos que uno tenga, sino de sus conocimientos matemáticos. Nuestra intención es demostrar por dónde cojean los algoritmos de HASH, la dificultad computacional que presentan, y qué soluciones se dan a los posibles ataques que puedan sufrir por parte de individuos malintencionados.
Desde el año 2004 aproximadamente, cuando saltaron las primeras noticias escandalosas sobre la ruptura de MD5, la seguridad que ofrecen los algoritmos de HASH a nuestros esquemas de cifrado ha sido una cuestión que se ha puesto en entredicho. ¿Qué seguridad ofrecen estos algoritmos? ¿Resulta computacionalmente complejo romper uno de estos algoritmos? ¿Qué solución se debe adoptar? Intentaremos resolver estas cuestiones.
Intentemos dar una descripción algo más matemática de lo que es una función HASH. Supongamos que tenemos un mensaje a, al que aplicamos una función resumen a la que llamaremos h. Decimos entonces que el resultado de esta operación, al que llamaremos b es el HASH de a. Es decir:
• Para romper el SHA-0 completo se ha requerido un supercomputador de BULL de 256 procesadores durante unos 9 años de proceso, pero al supercomputador que está instalando IBM en la UPC (Barcelona) sólo le costaría del orden de 1 año.
• Otro grupo de investigadores, Wang, Feng, Lai, y Yu han reportado haberlo conseguido con una complejidad aproximadamente 2000 veces menor (240 en vez de 251). Esta reducción equivaldría a una necesidad de cálculo de algo menos de 1 día, si la relación fuese lineal, pero los mismos investigadores han reportado necesitar sólo 1 día con un IBM P690 en cluster, para romper el MD5, que tiene una complejidad equivalente.
Por tanto, lo habitual no es que nos ataque desde uno de estos grandes usuarios (tienen cosas más interesantes que hacer, diría yo…) si no que nos ataque un cracker o similares (ACLARACIÓN: No incluyamos a los señores programadores en esto, los hackers. Gracias a Richard Stallman ).
Lo habitual es que este tipo de usuarios realicen ataques basados en diccionarios, como la aplicación para Ñu/Linux John the Ripper . Este tipo de aplicaciones tiene una base de datos con claves comunes, que prueban sobre los sistemas a los que queremos acceder (por ejemplo Sistemas basados en UNIX donde se almacenan los resúmenes HASH de el nombre de usuario y su clave para autenticar). Ante esto sólo hay una solución: EVITAR LAS PASSWORDS ABSURDAS. No sirve (marta -tkm ni maria-secreto) ok??
Concluyendo, dependiendo de su nivel de paranoia críptica y de la aplicación que estén utilizando…escojan su algoritmo de HASH, pero no acepten menos de SHA-1. Cuando un algoritmo empieza a presentar vulnerabilidades no tarda mucho en ser aniquilado, así que a algunos de estos les queda poco tiempo de vida.
Fuente 1
Fuente 2