Hashlib

Алгоритм MD5

На вход алгоритма поступает входной поток данных, хеш которого необходимо найти. Длина сообщения может быть любой (в том числе нулевой). Запишем длину сообщения в L. Это число целое и неотрицательное. Кратность каким-либо числам необязательна. После поступления данных идёт процесс подготовки потока к вычислениям.

Ниже приведены 5 шагов алгоритма:

Шаг 1. Выравнивание потока

Сначала дописывают единичный бит в конец потока(байт 0x80), затем необходимое число нулевых бит.
Входные данные выравниваются так, чтобы их новый размер L’ был сравним с 448 по модулю 512 (L’ = 512 × N + 448).
Выравнивание происходит, даже если длина уже сравнима с 448.

Шаг 2. Добавление длины сообщения

В оставшиеся 64 бита дописывают 64-битное представление длины данных (количество бит в сообщении) до выравнивания. Сначала записывают младшие 4 байта. Если длина превосходит 264−1{\displaystyle 2^{64}-1}, то дописывают только младшие биты. После этого длина потока станет кратной 512. Вычисления будут основываться на представлении этого потока данных в виде массива слов по 512 бит.

Шаг 3. Инициализация буфера

Для вычислений инициализируются 4 переменных размером по 32 бита и задаются начальные значения шестнадцатеричными числами (шестнадцатеричное представление, сначала младший байт):

А = 01 23 45 67;
В = 89 AB CD EF;
С = FE DC BA 98;
D = 76 54 32 10.

В этих переменных будут храниться результаты промежуточных вычислений. Начальное состояние ABCD называется инициализирующим вектором.

Определим ещё функции и константы, которые нам понадобятся для вычислений.

Потребуются 4 функции для четырёх раундов. Введём функции от трёх параметров — слов, результатом также будет слово.

1 раунд FunF(X,Y,Z)=(X∧Y)∨(¬X∧Z){\displaystyle Fun F(X,Y,Z) = (X\wedge{Y}) \vee (\neg{X} \wedge{Z})}.

2 раунд FunG(X,Y,Z)=(X∧Z)∨(¬Z∧Y){\displaystyle Fun G(X,Y,Z) = (X\wedge{Z}) \vee (\neg{Z} \wedge{Y})}.

3 раунд FunH(X,Y,Z)=X⊕Y⊕Z{\displaystyle Fun H(X,Y,Z) = X \oplus Y \oplus Z}.

4 раунд FunI(X,Y,Z)=Y⊕(¬Z∨X){\displaystyle Fun I(X,Y,Z) = Y \oplus (\neg{Z} \vee X)}.

• Определим таблицу констант T — 64-элементная таблица данных, построенная следующим образом: Ti=int(4294967296∗|sin(i)|){\displaystyle T=int(4294967296*|sin(i)|)}, где 4294967296=232{\displaystyle 4294967296 = 2^{32}}. Иными словами, в таблице представлены по 32 бита после десятичной запятой от значений функции sin.
• Выровненные данные разбиваются на блоки (слова) по 32 бита, и каждый блок проходит 4 раунда из 16 операторов. Все операторы однотипны и имеют вид: , определяемый как a=b+((a+Fun(b,c,d)+Xk+Ti)<<<s){\displaystyle a = b + ((a + Fun(b, c, d) + X + T) <<< s)}, где X — блок данных. X = M , где k — номер 32-битного слова из n-го 512-битного блока сообщения, и s — циклический сдвиг влево на s бит полученого 32-битного аргумента.

Шаг 4. Вычисление в цикле

Заносим в блок данных элемент n из массива. Сохраняются значения A, B, C и D, оставшиеся после операций над предыдущими блоками (или их начальные значения, если блок первый).

AA = A

BB = B

CC = C

DD = D

Раунд 1

/* a = b + ((a + F(b,c,d) + X + T) <<< s). */

Раунд 2

/* a = b + ((a + G(b,c,d) + X + T) <<< s). */

Раунд 3

/* a = b + ((a + H(b,c,d) + X + T) <<< s). */

Раунд 4

/* a = b + ((a + I(b,c,d) + X + T) <<< s). */

Суммируем с результатом предыдущего цикла:

A = AA + A
B = BB + B
C = CC + C
D = DD + D

После окончания цикла необходимо проверить, есть ли ещё блоки для вычислений. Если да, то изменяем номер элемента массива (n++) и переходим в начало цикла.

Шаг 5. Результат вычислений

Результат вычислений находится в буфере ABCD, это и есть хеш. Если выводить побайтово начиная с младшего байта A и закончив старшим байтом D, то мы получим MD5 хеш.

Сравнение MD5 и MD4

Алгоритм MD5 происходит от MD4. В новый алгоритм добавили ещё один раунд, теперь их стало 4 вместо 3 в MD4. Добавили новую константу для того, чтобы свести к минимуму влияние входного сообщения, в каждом раунде на каждом шаге и каждый раз константа разная, она суммируется с результатом F и блоком данных. Изменилась функция G = XZ v (Y not(Z)) вместо (XY v XZ v YZ). Результат каждого шага складывается с результатом предыдущего шага, из-за этого происходит более быстрое изменение результата. Изменился порядок работы с входными словами в раундах 2 и 3.

Различия в скорости работы представлены в таблице:

Комментарии

HMACMD5 — Это тип хэш-алгоритма с ключом, который строится на основе хэш-функции MD5 и используется в качестве код проверки подлинности сообщения на основе хэша (HMAC).HMACMD5 is a type of keyed hash algorithm that is constructed from the Message Digest Algorithm 5 (MD5) hash function and used as a Hash-based Message Authentication Code (HMAC). Процесс HMAC смешивает секретный ключ с данными сообщения, хэширует результат с помощью хэш-функции, применяет хэш-значение с секретным ключом еще раз, а затем применяет хэш-функцию второй раз.The HMAC process mixes a secret key with the message data, hashes the result with the hash function, mixes that hash value with the secret key again, and then applies the hash function a second time. Длина выходного хэша составляет 128 бит.The output hash is 128 bits in length.

HMAC можно использовать для определения того, было ли сообщение, переданное по незащищенному каналу, было изменено при условии, что отправитель и получатель совместно используют секретный ключ.An HMAC can be used to determine whether a message sent over an insecure channel has been tampered with, provided that the sender and receiver share a secret key. Отправитель рассчитывает хэш-значение для исходных данных и отправляет исходные данные и хэш-значение как одно сообщение.The sender computes the hash value for the original data and sends both the original data and hash value as a single message. Получатель повторно вычисляет хэш-значение в полученном сообщении и проверяет, соответствует ли вычисленный код HMAC переданному коду HMAC.The receiver recalculates the hash value on the received message and checks that the computed HMAC matches the transmitted HMAC.

Любое изменение данных или хэш-значения приводит к несовпадению, так как знание секретного ключа требуется для изменения сообщения и воспроизведения правильного хэш-значения.Any change to the data or the hash value results in a mismatch, because knowledge of the secret key is required to change the message and reproduce the correct hash value. Таким образом, если исходные и вычисленные хэш-значения совпадают, сообщение проходит проверку подлинности.Therefore, if the original and computed hash values match, the message is authenticated.

MD5 — это криптографический хэш-алгоритм, разработанный в лабораториях RSA.MD5 is a cryptographic hash algorithm developed at RSA Laboratories. HMACMD5 принимает ключи любого размера и создает хэш-последовательность длиной 128 бит.HMACMD5 accepts keys of any size, and produces a hash sequence that is 128 bits in length.

Из-за конфликта с MD5 корпорация Майкрософт рекомендует использовать SHA256.Due to collision problems with MD5, Microsoft recommends SHA256.

Методы

Средства платформы

В версии платформы 8.3 наконец-то был реализован штатный механизм хеширования данных, который позволяет хешировать строки и файлы при помощи алгоритмов MD5, SHA1, SHA256 и CRC32.

Делается это просто:

&НаКлиенте
Процедура Хеширование(Команда)
Сообщить(MD5ХешСтрока(ТестСтрока));
Сообщить(MD5ХешФайл(ИмяФайла));
КонецПроцедуры

&НаСервере
Функция MD5ХешСтрока(тСтрока)
Хеш = Новый ХешированиеДанных(ХешФункция.MD5);

Хеш.Добавить(тСтрока);

Возврат Хеш.ХешСумма;
КонецФункции

&НаСервере
Функция MD5ХешФайл(тСтрока)
Хеш = Новый ХешированиеДанных(ХешФункция.MD5);

Хеш.ДобавитьФайл(тСтрока);

Возврат Хеш.ХешСумма;
КонецФункции

Если же использовать этот штатный механизм Вы по каким-либо причинам не можете, то ниже Вы найдете еще несколько способов, один из которых наверняка Вам подойдет.

Что такое хеши и как они используются

Хеш-сумма (хеш, хеш-код) — результат обработки неких данных хеш-функцией (хеширования).

Хеширование, реже хэширование (англ. hashing) — преобразование массива входных данных произвольной длины в (выходную) битовую строку фиксированной длины, выполняемое определённым алгоритмом. Функция, реализующая алгоритм и выполняющая преобразование, называется «хеш-функцией» или «функцией свёртки». Исходные данные называются входным массивом, «ключом» или «сообщением». Результат преобразования (выходные данные) называется «хешем», «хеш-кодом», «хеш-суммой», «сводкой сообщения».

Это свойство хеш-функций позволяет применять их в следующих случаях:

• при построении ассоциативных массивов;
• при поиске дубликатов в сериях наборов данных;
• при построении уникальных идентификаторов для наборов данных;
• при вычислении контрольных сумм от данных (сигнала) для последующего обнаружения в них ошибок (возникших случайно или внесённых намеренно), возникающих при хранении и/или передаче данных;
• при сохранении паролей в системах защиты в виде хеш-кода (для восстановления пароля по хеш-коду требуется функция, являющаяся обратной по отношению к использованной хеш-функции);
• при выработке электронной подписи (на практике часто подписывается не само сообщение, а его «хеш-образ»);
• и др.

Одним из применений хешов является хранение паролей. Идея в следующем: когда вы придумываете пароль (для веб-сайта или операционной системы) сохраняется не сам пароль, а его хеш (результат обработки пароля хеш-функцией). Этим достигается то, что если система хранения паролей будет скомпрометирована (будет взломан веб-сайт и злоумышленник получит доступ к базе данных паролей), то он не сможет узнать пароли пользователей, поскольку они сохранены в виде хешей. Т.е. даже взломав базу данных паролей он не сможет зайти на сайт под учётными данными пользователей. Когда нужно проверить пароль пользователя, то для введённого значения также рассчитывается хеш и система сравнивает два хеша, а не сами пароли.

По этой причине пентестер может столкнуться с необходимостью работы с хешами. Одной из типичных задач является взлом хеша для получения пароля (ещё говорят «пароля в виде простого текста» — поскольку пароль в виде хеша у нас и так уже есть). Фактически, взлом заключается в подборе такой строки (пароля), которая будет при хешировании давать одинаковое значение со взламываемым хешем.

Для взлома хешей используется, в частности, Hashcat. Независимо от выбранного инструмента, необходимо знать, хеш какого типа перед нами.

Проверить сумму MD5 на Mac

Если вы пользователь Mac, выполните следующие действия, чтобы сравнить сумму MD5. Чтобы иметь возможность сравнивать значения, вы должны иметь исходную контрольную сумму.

1. Когда загрузка закончится, вам будет предложено установить программу. Теперь вы можете начать проверять суммы MD5 на вашем компьютере.
2. Запишите местоположение загруженного файла, который необходимо проверить.
3. Перейдите к этому файлу и щелкните его правой кнопкой мыши. Затем щелкните левой кнопкой мыши на Свойства .
4. В окне «Свойства» вы увидите новую вкладку «Хэши файлов» . Щелкните левой кнопкой мыши по нему.
5. Выполнение этого вычислит значение хеш-функции файла.

Если значения, предоставленные разработчиком и вычисленные на вашем компьютере, совпадают, файл безопасен для использования. Если вы обнаружите какие-либо несоответствия, файл может быть поврежден.

Проблемы надежности MD5

Такая технология, являясь весьма надежной, не идеальна на 100 %. Она не является совсем неуязвимой и не гарантирует абсолютную неприкосновенность данных. Ученые на настоящий момент выявили ряд недостатков такого алгоритма. В основном, он становится уязвимым по причине легкого обнаружения коллизии в процессе шифрования.

Коллизия – это возможность достичь одинакового итогового значения хеша при вводе абсолютно разных данных на входе. Таким образом, чем выше будет возможность совпадения, тем менее защищенным является алгоритм. Криптоанализ, проведенный учеными, показал, что в настоящее время существуют разнообразные возможности взлом хеша MD5. Это такие способы, как:

• подбор подходящих вариантов с известным хешем;
• словарный поиск;
• метод поиска коллизий;
• «силовой удар»;
• RainbowCrack.

Атака «Полного перебора» является универсальным типом взлома, однако она является очень долгой. Для того чтобы избежать подобного взлома, необходимо увеличить объем ключей. Текущий метод используется как показатель устойчивости и надежности шифрования данных. RainbowCrack является специальной программой, создающей базу хеш, на основе которой практически мгновенно происходит взлом любого пароля, состоящего из букв и цифр.

Способ подбора при помощи словаря используются готовые программы и словарные базы. Атака при помощи коллизий предполагает использование аналогичного значения функции для абсолютно различных сообщений, но начинающихся одинаково. Этот метод стал известен в конце прошлого века.

Здесь, формула получения идентичного хеш-кода следующая: MD5(4L1) = MD5(4L2). Затем в 2004 году китайские исследователи рассказали о том, что нашли в системе уязвимое место, которое позволяет за небольшой промежуток времени обнаружить коллизию. И наконец в 2006 году создан способ находить вредные файлы на обычном пользовательском компьютере при помощи своеобразных «туннелей».

Как посчитать итерированные хеши

Итерация – это повторное применение какой-либо операции. Применительно к криптографии, итерациями называют многократное хеширование данных, которые получаются в результате хеширования. Например, для исходной строки в виде простого текста рассчитывается SHA1 хеш. Полученное значение вновь хешируется – рассчитывается SHA1 хеш и так далее много раз.

Итерация – очень эффективный метод для борьбы с радужными таблицами и с полным перебором (брут-форсом), поэтому в криптографии итерированные хеши очень популярны.

Пример кода, который подсчитывает MD5 хеш с 1000 итераций:

#!/bin/bash

text='HackWare'
iterations=1000

function iterateMD5 {
	echo -n "$text" | md5sum
}

count=1
while ]; do
	text="$(iterateMD5 | awk '{printf $1}')"
	count=$((count + 1))
done

echo "$text"

Здесь:

• HackWare – строка для хеширования
• 1000 – количество итераций
• md5sum – используемая функция хеширования

История и уязвимости MD5

MD5 был изобретен Рональдом Ривестом, но это только один из трех его алгоритмов. Первой хэш-функцией, которую он разработал, была MD2 в 1989 году, которая была построена для 8-битных компьютеров. Хотя MD2 все еще используется, он не предназначен для приложений, которым требуется высокий уровень безопасности, поскольку было показано, что он уязвим для различных атак.

Затем MD2 был заменен на MD4 в 1990 году. MD4 был создан для 32-разрядных машин и был намного быстрее, чем MD2, но, как было установлено, имел слабые стороны, и в настоящее время он считается устаревшим в Internet Engineering Task Force. MD5 был выпущен в 1992 году и был также построен для 32-битных машин. MD5 не так быстр, как MD4, но считается более безопасным, чем предыдущие реализации MDx.

Хотя MD5 более безопасен, чем MD2 и MD4, другие криптографические хеш-функции, такие как SHA-1, были предложены в качестве альтернативы, так как было показано, что MD5 также имеет недостатки безопасности .

У Института разработки программного обеспечения Университета Карнеги-Меллона есть что сказать о MD5:

Удаление помеченных объектов, замена ссылок. Обычное и управляемое приложение. Не монопольно, включая рекурсивные ссылки, с отбором по метаданным и произвольным запросом Промо

Обработка удаления помеченных объектов с расширенным функционалом. Работает в обычном и управляемом приложении. Монопольный и разделенный режим работы. Отображение и отбор по структуре метаданных. Отборы данных произвольными запросами. Копирование и сохранение отборов. Удаление циклических ссылок (рекурсия). Представление циклических в виде дерева с отображением ключевых ссылок, не позволяющих удалить текущий объект информационной базы. Удаление записей связанных независимых регистров сведений. Групповая замена ссылок. Индикатор прогресса при поиске и контроле ссылочности.

10 стартмани

Последовательное хеширование с использованием трубы (|)

К примеру, нам нужно рассчитать sha256 хеш для строки ‘HackWare’; а затем для полученной строки (хеша), рассчитать хеш md5. Задача кажется очень тривиальной:

echo -n 'HackWare' | sha256sum | md5sum

Но это неправильный вариант. Поскольку результатом выполнения в любом случае является непонятная строка из случайных символов, трудно не только обнаружить ошибку, но даже понять, что она есть. А ошибок здесь сразу несколько! И каждая из них ведёт к получению абсолютно неправильных данных.

Даже очень бывалые пользователи командной строки Linux не сразу поймут в чём проблема, а обнаружив первую проблему не сразу поймут, что есть ещё одна.

Очень важно помнить, что в строке вместе с хешем всегда выводится имя файла, поэтому выполняя довольно очевидную команду вроде следующей:

echo -n 'HackWare' | sha256sum | md5sum

мы получим совсем не тот результат, который ожидаем. Мы предполагаем посчитать sha256 хеш строки ‘HackWare’, а затем для полученной строки (хеша) рассчитать новый хеш md5. На самом деле, md5sum рассчитывает хеш строки, к которой прибавлено « -». Т.е. получается совершенно другой результат.

Выше уже рассмотрено, как из вывода удалять « -», кажется, теперь всё должно быть в порядке:

echo -n 'HackWare' | sha256sum | awk '{print $1}' | md5sum

Давайте разобьём это действие на отдельные команды:

echo -n 'HackWare' | sha256sum | awk '{print $1}'

Получаем

353b717198496e369cff5fb17bc8be8a1d8e6e6e30be65d904cd000ebe394833

Второй этап хеширования:

echo -n '353b717198496e369cff5fb17bc8be8a1d8e6e6e30be65d904cd000ebe394833' | md5sum
0fcc41fc5d3d7b09e35866cd6e831085  -

Это и есть правильный ответ.

Попробуем выполнить

echo -n 'HackWare' | sha256sum | awk '{print $1}' | md5sum

Мы получим:

379f867937e7a241f7c7609f1d84d11f  —

Проблема в том, что когда выводится промежуточный хеш, к нему добавляется символ новой строки, и второй хеш считается по этой полной строке, включающей невидимый символ!

Используя printf можно вывести результат без конечного символа новой строки:

printf '%s' `echo -n 'HackWare' | sha256sum | awk '{print $1}'` | md5sum

Результат вновь правильный:

0fcc41fc5d3d7b09e35866cd6e831085  —

С printf не все дружат и проблематично использовать рассмотренную конструкцию если нужно хешировать более трёх раз, поэтому лучше использовать tr:

echo -n 'HackWare' | sha256sum | awk '{print $1}' | tr -d '\n' | md5sum

Вновь правильный результат:

0fcc41fc5d3d7b09e35866cd6e831085  —

Или даже сделаем ещё лучше – с программой awk будем использовать printf вместо print (это самый удобный и короткий вариант):

echo -n 'HackWare' | sha256sum | awk '{printf $1}' | md5sum

Зачем нужна расшифровка хеша

Многие пользователи могут совершенно естественно задаться вопросом о том, насколько все это необходимо. Однако ошибка такого подхода состоит в том, что они не понимают, что могут забыть искомый пароль к какой-то услуге, сервису или программе после шифрования, дабы никакое постороннее лицо не смогло его узнать, так сказать, в чистом виде.

Восстановить пароль или логин иногда бывает невозможно. И если посмотреть на основы криптографии, вот тут как раз и потребуется расшифровка хеша. По сути, эта процедура представляет собой воссоздание исходной комбинации из модифицированных данных.

Процесс этот достаточно трудоемок. Например, к слову «человек» зашифрованная при помощи алгоритма MD5 комбинация выглядит как e3447a12d59b25c5f850f885c1ed39df. И это всего семь букв в исходном слове. Что уже тогда говорить о более длинных паролях, содержащих цифры или специальные символы, да еще и введенные с учетом регистра! Тем не менее некоторые приложения и онлайн-сервисы, содержащие огромные базы данных по большинству возможных комбинаций, расшифровку проводить могут. Не всегда, правда, успешно (тут все зависит от исходной комбинации), но в большинстве случаев в действенности им не откажешь, хотя они и используют методику грубой силы (брутфорс).

Как расшифровать MD5 в режиме онлайн

Произвольный массив информации преобразуется в “дайджест” или “отпечаток” определенной длины. В дальнейшем при проверке файла полученный код сравнивается с исходным отпечатком и делается вывод о целостности данных. В общем понятии расшифровать хэш-код невозможно, так как он и был создан для того, чтобы его нельзя было взломать. Обычные методы раскодировки в данном случае не срабатывают, потому что информация представлена несколько по-иному. Поэтому, хотя это и сложновато, остается попробовать подобрать искомую информацию, в чем нам могут помочь специальные сервисы и программы.

Раскодировка MD5 онлайн

В специальное поле вводим хэш-код, который нам нужно расшифровать, значения капчи и нажимаем расшифровать (“Decrypt!”, если не произошел перевод сайта на русский язык). Внизу будут результаты: MD5-хэш и его раскодировка, либо информация о том, что расшифровка отсутствует в базе данных.

Также можно воспользоваться онлайн инструментом MSurf. Данный сервис позволяет как закодировать сведения при помощи MD5, так и расшифровать хэш-код.

Стоит отметить, что функция MD5 устаревает. Злоумышленники получают доступ к базам данных и с определенной долей вероятности – к зашифрованной информации. Поэтому вследствие относительной ненадежности разработчикам ПО рекомендуется пользоваться MD5 либо в комплексе с другими алгоритмами, либо постепенно заменить его на более современный SHA.