Hashalgoritmit

Hashalgoritmit ovat algoritmeja, jotka muuntavat syötteen mielivaltaisesta pituudesta kiinteän pituiseksi hajuksi (hashiksi). Ne ovat suunniteltu kertamaisiin, yksisuuntaisiin toimintoihin ja ovat deterministisia: sama syöte tuottaa aina saman hashin, mutta alkuperäisen tiedon palauttaminen on käytännössä mahdotonta. Hashin avulla voidaan varmistaa tiedoston eheys, tukea digitaalista allekirjoitusta sekä nopeuttaa vertailua ja hakua suurissa tiedostokokoisissa arkistoissa.

Keskeisiä ominaisuuksia ovat kiinteä pituus ja kyky vastustaa hyökkäyksiä kuten preimage- sekä törmäys- ja second preimage -vaatimuksia. Hyvä hash-funktio näyttää avalanche-efektin: pienet muutokset syötteessä tuottavat suuria muutoksia hashiin. Monet vanhemmat hash-algoritmit perustuivat Merkle–Damgård -rakenteeseen, mikä teki niistä alttiita tietyille hyökkäyksille, kuten pituuslaajennukselle. Uudemmat suunnittelut, kuten SHA-3, käyttävät sponge-tekniikkaa ja tarjoavat eri turvaominaisuuksia.

Yleisimmät kryptografiset hash-algoritmit ovat MD5, SHA-1, SHA-256 ja SHA-3. MD5 ja SHA-1 on todettu haavoittuviksi törmäyksille, minkä vuoksi niitä ei suositella turvallisuuskriittisissä tehtävissä. Suositeltavampia ovat SHA-256 ja SHA-3 -perhe sekä nopeita vaihtoehtoja kuten BLAKE3. Hash-algoritmeja käytetään muun muassa tiedostojen eheyden tarkistukseen, digitaalisiin allekirjoituksiin ja lohkoketjujen hashketjuihin. Salasanat tallennetaan yleensä suolattuna ja käytetään vahvoja hidasta-hash-tekniikoita kuten Argon2, bcrypt tai scrypt, jotta hyökkääjät kohtaavat suuren työmäärän.

Valinta riippuu käyttökohteesta: kriittinen turvallisuus, suorituskyky, energia- ja muistivaatimukset sekä alusta. On tärkeää valita nykyaikainen, laajasti tuettu algoritmi ja seurata turvallisuus-standardeja sekä suosituksia (esimerkiksi NIST- tai CERN-ohjeistuksia).