Mã hóa SHA256 là gì? Có an toàn không?

Tổng quan về Mã hóa SHA256

HASH là gì?

Trước khi tìm hiểu về Mã hoá SHA 256, chúng ta cần hiểu về Hash – nền tảng quan trọng của thuật toán SHA. Hash (hàm băm) là quá trình biến đầu vào là một nội dung có kích thước, độ dài bất kỳ và bằng việc sử dụng những thuật toán, công thức toán học, Hash biến chúng thành đầu ra tiêu chuẩn có độ dài nhất định. Hash được sử dụng chính vào mục đích mã hoá dữ liệu.

Mã hóa SHA là gì?

Mã hóa SHA có tên đầy đủ là Secure Hash Algorithm hay còn gọi là thuật giải băm an toàn.  Đây là tổ hợp 5 thuật giải băm mật được phát triển bởi NSA (National Security Agency) – Cục An ninh Quốc gia Mỹ và được xuất bản thành chuẩn của chính phủ Mỹ bởi NIST (National Institute of Standards and Technology) – Viện Công nghệ và chuẩn quốc gia Mỹ.

Thuật giải SHA đã được chấp nhận bởi FIPS (Federal Information Processing Standards) – Tiêu chuẩn Xử lý Thông tin Liên bang. Mã hóa SHA được dùng để chuyển đổi từ một đoạn dữ liệu nhất định thành một đoạn dữ liệu có chiều dài không đổi nhưng với xác suất khác biệt cao.

Năm thuật giải SHA chuẩn bao gồm:

• SHA-1: Trả lại kết quả dài 160 bit
• SHA-224: Trả lại kết quả dài 224 bit 
• SHA-256: Trả lại kết quả dài 256 bit
• SHA-384: Trả lại kết quả dài 384 bit
• SHA-512: Trả lại kết quả dài 512 bit

Định nghĩa về mã hóa SHA256

Mã hóa SHA256 là một trong những hàm băm kế thừa của thuật toán SHA-2. SHA-2 là một nhóm thuật toán được nâng cấp từ SHA-1, có tính bảo mật và an toàn cao hơn, giải quyết được những lỗ hổng còn tồn tại của thuật toán SHA-1. SHA-2 chứa sáu hàm băm ở các cấp độ khác nhau (224, 256, 384, 512, 512/224, 512/256). Trong đó, SHA256 được định nghĩa là thuật toán băm bảo mật 256 bit. Thuật toán này cho phép tạo ra các hàm băm mà không thể đảo ngược và mang tính duy nhất. 

Ý nghĩa của con số 256 xuất hiện trong tên mã hóa là giá trị thông báo băm cuối cùng. Tức là, cho dù độ dài của thông tin trước khi được mã hóa là bao nhiêu thì sau quá trình mã hóa, giá trị băm sẽ luôn là 256 bit.

Một số đặc điểm của Mã hóa SHA256

Mã hóa SHA256 có một số tính năng và đặc điểm nổi bật như sau:

• Độ dài của thông điệp: Độ dài của thông tin trước khi mã hóa phải nhỏ hơn 264 bit
• Độ dài của mã hóa: Độ dài của của thông tin sau khi được mã hóa sẽ luôn có giá trị là 256 bit
• Không thể đảo ngược: Theo thiết kế, mọi hàm băm như SHA256 đều không thể đảo ngược. Bạn không thể có được đoạn thông tin trước khi mã hóa một khi bạn đã tiến hành mã hoá SHA256

Ứng dụng của mã hóa SHA256

Hiện nay, mã hóa SHA256 đang được ứng dụng rất đa dạng. Kể từ năm 2008, hàm băm SHA đã được STECH sử dụng làm mã xác thực trong các gói thông tin trao đổi, làm khóa bản quyền cho một số phần mềm. Phổ biến nhất có thể kể đến một số giao thức bảo mật an toàn trên mạng internet hiện nay đang sử dụng mã hóa SHA256 như:

• Digital Signature Verification (Xác minh chữ ký số): Bản chất của chữ ký điện tử dựa trên phương pháp mã hóa bất đối xứng để xác minh tính xác thực của một tài liệu hay một tệp nào đó
• Password Hashing (Băm mật khẩu): Đối với nền tảng website, các dữ liệu mật khẩu của người dùng tồn tại ở định dạng băm vì 2 lợi ích: Tăng cường bảo mật và giảm tải cho cơ sở dữ liệu trung tâm
• SSL Handshake (Lớp bảo mật giữa máy khác và máy chủ): SSL Handshake là một phần quan trọng của các phiên duyệt web và được thực hiện bằng cách sử dụng các hàm băm SHA, trong đó có hàm SHA256. Bản chất của lớp bảo mật này là trình web của bạn và các máy chủ web đồng ý về khóa mã hóa và xác thực băm để đảm bảo kết nối an toàn
• Integrity Check (Kiểm tra tính toàn vẹn): Việc xác minh tính toàn vẹn của một tệp thường được thực hiện trên các thuật toán SHA256 và thuật toán MD5. Những thuật toán này sẽ giúp duy trì chức năng giá trị của tệp một cách đầy đủ, đồng thời đảm bảo chúng không bị thay đổi khi thực hiện chuyển tiếp
• Xác thực giao dịch và lưu trữ dạng chuỗi Bitcoin: Đây là một trong những ứng dụng nổi tiếng, được biết đến nhiều nhất của SHA256 khi được sử dụng để xác thực các giao dịch và lưu trữ dạng chuỗi các sự kiện theo thời gian, được liên kết với nhau bởi các mã xác thực blockchain.

Hiện nay, mã hóa SHA256 được ứng dụng phổ biến nhất trên hệ thống Tiền tệ Bitcoin

Mã hóa SHA256 có an toàn không? Có thể giải mã SHA256 không?

Hiện nay, cách dùng phổ biến của nhóm mã một chiều SHA có đặc tính là tạo ra chữ ký của thông điệp bằng cách tính hàm băm của một chuỗi ghép được xác định từ một thông điệp cần xác thực với một từ khóa bí mật. Với tính chất của mã một chiều, chữ ký thông điệp này có thể công khai hoặc không, tuy nhiên, mã hoá SHA256 được gọi là an toàn vì chúng không thể truy ngược lại để tìm đoạn dữ liệu gốc hay không thể giải mã SHA256. Và việc tìm được hai đoạn dữ liệu khác nhau có cùng kết quả băm tạo ra bởi thuật giải SHA256 là không khả thi. 

Chính vì đặc điểm này, mã hóa SHA256 được đánh giá là một trong những thuật toán băm tuyệt đối an toàn.

Kết luận

Trên đây là những thông tin cơ bản giúp bạn đọc có thể hiểu được về thuật toán băm SHA256 hay còn gọi là mã hóa SHA256 cùng với những ứng dụng của nó. Với tính năng an toàn cao, khả năng bảo mật gần như chắc chắn, người dùng có thể hoàn toàn an tâm về dữ liệu được mã hóa thông qua thuật toán SHA. Đặc biệt, trong hệ thống tiền mã hoá Bitcoin hiện nay, SHA256 được áp dụng rất thành công để tạo ra các đồng tiền mã hoá mới và được mệnh danh là “thợ mỏ hàng đầu” trên thị trường này.