hashfunktioista

Hashfunktio on matemaattinen funktio, joka muuntaa minkä tahansa pituisen syötteen kiinteän pituiseksi tiivisteeksi. Tulos on deterministinen: sama syöte antaa aina saman tiivisteen. Pienet muutokset syötteessä tuottavat yleensä hyvin erilaisen tiivisteen (avalanche-efekti). Tiivisteen pituus on kiinteä ja riippuu käytetystä algoritmista.

Kryptografisissa hash-funktioissa on kolme keskeistä ominaisuutta: preimage-resistenssi (on vaikea rekonstruoida syöte tiivisteestä), toissijainen preimage -resistenssi (on vaikea löytää toinen syöte, jolla on sama tiiviste) ja törmäyskestävyys (on vaikea löytää kahta erilaista syötettä, jotka tuottavat saman tiivisteen). Näiden lisäksi toivotaan avalanche-efektiä: pienikin muutos syötteessä muuttuu suuresti tiivisteessä. Nämä ominaisuudet takaavat eheydentarkistuksen ja luottamuksen.

Esimerkkejä: SHA-256 on osa SHA-2-perhettä ja tuottaa 256-bittisen tiivisteen; SHA-3 on erillinen perhe, joka perustuu Keccak-arkkitehtuuriin. Kryptografisia hajautusfunktioita käytetään digitaalisiin allekirjoituksiin, sertifikaatteihin sekä lohkoketju- ja turvallisuusprotokolliin. Ei-kryptografisia hajautusfunktioita, kuten MurmurHash, CityHash ja xxHash, käytetään nopeisiin hajautuksiin hajautustauluissa ja muistivarastoissa, joissa turvallisuus ei ole ensisijainen. Salasanan tallennuksessa käytetään hitaita, suolalla höystettyjä hajautusmenetelmiä kuten bcrypt, scrypt ja Argon2.

Käyttökohteita ovat tiedon eheys, vertailu ja deduplicaatio sekä suurten kokoelmien hakemistojen ja hajautustaulujen rakentaminen. Hashfunktiot ovat keskeinen osa monia kryptografisia protokollia ja turvallisuusarkkitehtuureja sekä ohjelmisto- ja tietojenkäsittelyjärjestelmiä.