Hash là gì

Hash (hash code) là một giá trị số hoặc chuỗi ký tự được tạo ra từ dữ liệu đầu vào bằng một thuật toán mã hóa (hashing algorithm). Mục đích của mã hash là tạo ra một “tóm tắt” duy nhất và đại diện cho dữ liệu gốc mà có thể được sử dụng để xác định tính toàn vẹn của dữ liệu hoặc so sánh dữ liệu nhanh chóng.

Mã Hash là gì

Hash hoạt động như thế nào

Thuật toán mã hóa (hashing algorithm) thường áp dụng một quá trình biến đổi toàn bộ dữ liệu đầu vào thành một chuỗi ký tự hoặc giá trị số có độ dài cố định. Khi dữ liệu gốc thay đổi, mã hash tạo ra cũng sẽ thay đổi một cách đáng kể. Một thuộc tính quan trọng của mã hash là khó khăn để tái tạo dữ liệu gốc từ mã hash và hai dữ liệu khác nhau phải cho ra mã hash khác nhau.

Phân loại thuật toán băm

Thuật toán băm

MD5 (Message Digest Algorithm 5)

Là một thuật toán băm mật mã một chiều. Nó chuyển đổi dữ liệu đầu vào thành một giá trị chuỗi 128 bit được gọi là mã băm. MD5 đã được sử dụng rộng rãi trong quá khứ để xác minh tính toàn vẹn của dữ liệu. Tuy nhiên, do khuyết điểm về bảo mật và khả năng va chạm cao, MD5 không còn được coi là an toàn và không nên sử dụng trong các ứng dụng bảo mật quan trọng.

SHA-1 (Secure Hash Algorithm 1)

Là một thuật toán băm mật mã tạo ra một giá trị chuỗi 160 bit làm giá trị băm. Nó đã được phát triển bởi Cơ quan An ninh Quốc gia Hoa Kỳ (NSA). Tương tự như MD5, SHA-1 cũng đã bị xem là không an toàn do khả năng va chạm cao và đã bị thay thế bởi các phiên bản mạnh hơn của thuật toán SHA.

SHA-256 (Secure Hash Algorithm 256-bit)

Là một thuật toán băm mật mã tạo ra một giá trị chuỗi 256 bit (32 byte) làm giá trị băm. Nó là một trong các biến thể của gia đình thuật toán SHA-2 và được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng bảo mật và xác thực dữ liệu. SHA-256 cung cấp tính toàn vẹn mạnh mẽ hơn và độ bảo mật cao hơn so với MD5 và SHA-1.

Trong các ứng dụng bảo mật hiện đại, đặc biệt là trong việc xác thực dữ liệu, SHA-256 được khuyến nghị để sử dụng để đảm bảo tính toàn vẹn và bảo mật của thông tin.

Những ứng dụng của Hash

Ứng dụng của mã Hash

Ví Blockchain là gì? Cách tạo và sử dụng ví blockchain cho người mới

Lưu trữ mật khẩu

Một ứng dụng quan trọng khác của mã hash là lưu trữ mật khẩu. Thay vì lưu trữ mật khẩu nguyên bản, hệ thống thường lưu trữ mã hash của mật khẩu. Khi người dùng đăng nhập, hệ thống sẽ tạo mã hash từ mật khẩu nhập vào và so sánh với mã hash đã lưu trữ. Điều này giúp bảo mật mật khẩu của người dùng, vì ngay cả khi mã hash bị rò rỉ, không thể dễ dàng chuyển đổi nó trở lại thành mật khẩu ban đầu.

Tuy nhiên, trong những năm gần đây, một số thuật toán mã hash truyền thống như MD5 và SHA-1 đã bị xem là không an toàn do khả năng va chạm cao. Do đó, các thuật toán hash như SHA-256 được khuyến nghị để sử dụng trong các ứng dụng bảo mật hiện đại.

Xác minh mật khẩu

Hashing được sử dụng để xác minh mật khẩu khi đăng nhập vào các ứng dụng, tài khoản hoặc hệ thống. Mật khẩu được băm và giá trị băm được so sánh với giá trị băm đã lưu trữ. Nếu khớp, người dùng được xác minh và cho phép truy cập vào hệ thống. Quá trình này giúp đảm bảo rằng chỉ người dùng thực sự của tài khoản mới có thể đăng nhập.

Kiểm tra tính toàn vẹn dữ liệu

Mã hash có thể được sử dụng để kiểm tra tính toàn vẹn của dữ liệu trong quá trình truyền tải. Bằng cách tạo một mã hash cho dữ liệu gốc trước khi gửi và so sánh nó với mã hash nhận được sau khi dữ liệu được nhận, người nhận có thể xác định xem dữ liệu đã bị thay đổi hay không.

Công cụ tìm kiếm

Trong các cơ sở dữ liệu lớn, mã hash có thể được sử dụng để tăng tốc độ tìm kiếm. Thay vì tìm kiếm thông qua toàn bộ dữ liệu, một mã hash có thể tạo ra từ thuộc tính hay khóa của mỗi mục trong cơ sở dữ liệu. Sau đó, việc tìm kiếm chỉ cần so sánh mã hash của mục cần tìm với các mã hash trong cơ sở dữ liệu, giúp giảm thiểu thời gian tìm kiếm.

Xác định tính duy nhất của đối tượng

Mã hash được sử dụng để xác định tính duy nhất của đối tượng trong nhiều ngữ cảnh. Ví dụ, trong các hệ thống quản lý phiên, mã hash có thể tạo ra từ thông tin phiên (như địa chỉ IP, trình duyệt, thời gian bắt đầu phiên) để xác định duy nhất mỗi phiên đăng nhập.

Tối ưu hóa lưu trữ

Hash có thể được sử dụng để tối ưu hóa lưu trữ dữ liệu. Thay vì lưu trữ toàn bộ dữ liệu, chỉ cần lưu trữ mã hash của từng mục dữ liệu. Khi cần truy xuất dữ liệu, mã hash được sử dụng để xác định mục cần truy xuất, sau đó dữ liệu tương ứng chỉ cần được truy xuất từ nguồn lưu trữ chính.

Tóm lại, hash là một công cụ mạnh mẽ trong lĩnh vực bảo mật, xử lý dữ liệu và tìm kiếm. Nó cung cấp một cách nhanh chóng và hiệu quả để kiểm tra tính toàn vẹn dữ liệu, xác định tính duy nhất của đối tượng và tăng tốc độ truy xuất dữ liệu.

Lưu ý khi ứng dụng Hash

Mặc dù hash có nhiều ứng dụng hữu ích, nhưng nó không phải là một biểu diễn hoàn hảo cho dữ liệu gốc. Điều này bởi vì một mã hash có thể được tạo ra từ nhiều dữ liệu khác nhau. Điều này gọi là hiện tượng va chạm (collision). Một thuật toán mã hash tốt sẽ cố gắng giảm thiểu khả năng va chạm, nhưng không thể loại bỏ hoàn toàn khả năng này.

Để giảm thiểu khả năng va chạm, các thuật toán mã hash phổ biến đã được cải tiến theo thời gian và được sử dụng trong các ứng dụng cần độ tin cậy cao. Ví dụ, các thuật toán hash như SHA-256 (Secure Hash Algorithm 256-bit) được sử dụng trong quá trình xác thực mật khẩu, chứng chỉ số, hoặc trong công nghệ blockchain để xác minh tính toàn vẹn của các khối dữ liệu.