Обучение

💡 Центр профессионального развития
Новости
О центре
Сообщение об ошибке

Обучение

💡 Центр профессионального развития

Ближайшие старты

IT Bootcamp

⚡ Практический Excel

Новости

О центре

🚀 Вселенная IT-Academy

Корпоративное обучение

Отзывы

Истории успеха

🎁 Подарочные сертификаты

Сертификат «Код безопасности»

Сообщение об ошибке
Введите поисковый запрос

Хеширование: рассказываем о способе защиты информации, который нужно знать

10 ноября 2025

В 1610 году Галилео Галилей смог разглядеть Сатурн, зашифровав увиденное анаграммой. Это сообщение, хоть и с оговоркой, но можно назвать первым случаем использования хеш-функции. Подробнее о технологии хеширования данных в наше время поговорим в этой статье.

Что такое хеш


Загадка Сатурна волновала не только Галилея. Уже в 1659 году голландский астроном Христиан Гюйгенс в своем сочинении публикует анаграмму, в которой высказывает предположение о кольце, окружающем планету. Как это связано с современным хешированием? Прямым образом, ведь такая перестановка букв является упрощенным представлением алгоритма хеширования. Однако в описанных примерах размер анаграмм ученых определялся размером зашифрованного сообщения. И это фактически является единственным существенным различием.

Хеширование — технология преобразования разных типов данных различной длины в строку установленного размера. Строка состоит из цифр и латинских букв, а сами выходные данные называют «‎хешем‎», «‎хеш-кодом‎», «‎хеш-функцией‎» или «‎хеш-суммой‎». Таким образом, информацию любого объема, даже целый том «‎Война и мир‎», можно превратить в строку, которая будет того же размера, что и 1 хешированное слово. Но зачем?

Суть хеширования, для чего оно нужно и сферы применения


Во-первых, преобразование данных в хеш-код позволяет отслеживать даже малейшие их изменения. Например, замена 1 буквы в слове или тексте повлечет изменение хеш-суммы, а значит, программа поймет, что файл поврежден или отредактирован. Кроме этого, хеширование данных позволяет:

  • проверять данные на наличие дубликатов;

  • создавать уникальный идентификатор;

  • обнаруживать ошибки данных;

  • хранить пароли в виде хеш-кода;

  • оптимизировать поиск;

  • совершенствовать методы криптографической защиты информации и т.д.

На практике могут встречаться коллизии, когда разные наборы данных преобразуются в один и тот же хеш-код. Коллизии хеш-кода применяются для оценки надежности методов хеширования.

Таким образом, саму суть хеширования можно свести к функции обеспечения целостности данных. Уникальность хеш-кода позволяет применять такой подход в системах контроля доступа и защиты информации. Кроме того, хеши используются в программах, предназначенных для сортировки, сравнения и фильтрации данных, особенно это актуально для оптимизации работы с большими массивами данных. Еще одна ниша — шифрование и конфиденциальность. Здесь хеширование необходимо для осуществления процесса хранения, аутентификации и проверки подлинности, например, логинов и паролей пользователей. Проще говоря, применение хеш-функций в различных сферах информационных технологий важно, поскольку защита информации была, есть и остается для нас приоритетной задачей.

Как это работает на практике


Допустим, в качестве пароля для одной из твоих социальных сетей ты выбрал слово «‎барометр‎». Для хеширования подобной информации чаще всего системы применяют алгоритм SHA1 — воспользуемся им для шифрования наших данных.

Пример:

Пароль «‎барометр‎» → алгоритм хеширования SHA1 → 06564a8e3d809366833063d86e8004211c202684

Кроме этого, для обеспечения еще большей конфиденциальности к входным данным (а иногда готовому хеш-коду) добавляют криптографическую «‎соль‎» — строку безопасности (случайную строку данных).

Подобная схема кодировки информации сводит возможность ее расшифровки практически к нулю.

Свойства хеш-функции и требования к хешированию


Так какой же должна быть хорошая хеш-функция? Специалисты выделяют несколько ключевых свойств:

  • детерминированность — одному и тому же входному сообщению соответствует один и тот же хеш-код;

  • быстрое вычисление — значение хеш-функции вычисляется за считаные секунды для любого объема данных;

  • необратимость — невозможность восстановления данных из готового хеш-кода;

  • неизменяемость — даже незначительные изменения входного сообщения приводят к изменению хеш-функции;

  • минимальная возможность коллизий.

Таким образом, если несколько входных данных имеют одинаковый хеш-код, то можно уверенно утверждать, что это одинаковые входные данные.

Стандарты хеширования


Процесс хеширования осуществляется по строгим алгоритмам. Фактически алгоритм — это математическая функция, позволяющая преобразовывать данные в хеш, то есть строку латинских букв и цифр фиксированного размера. Таких алгоритмов довольно много, и отличаются они скоростью обработки, уровнем безопасности кода и его длиной. Рассмотрим некоторые примеры алгоритмов.

MD5. Один из первых алгоритмов хеширования.

Пример:

Пароль «‎барометр‎» → алгоритм хеширования MD5 → e5b16f5b1ab84cf52ae081b7255965db

Простота операций и относительно короткая длина выходного хеш-кода сделали MD5 легкой мишенью для взлома. Так, из-за фиксированных ограничений на выход алгоритм особенно подвержен атаке «‎дней рождения‎», а еще отличается низкой сопротивляемостью к коллизиям.

SHA1, SHA2, SHA3. SHA1 является усовершенствованной модификацией MD5 с увеличенным числом операций и длиной вывода. Альтернативой SHA1 стал SHA2, а затем — SHA3, который характеризуется повышенной безопасностью и устойчивостью к атакам.

Пример:

Пароль «‎барометр‎» → алгоритм хеширования SHA3-256 → bca7acf4005a8cb8817856a33dd7d991971a43548a8960c6fda6497ab133bc41

Алгоритмы семейства SHA используются преимущественно для хеширования паролей и проверки информации.

Argon2. Алгоритм, созданный специально для обеспечения безопасности паролей пользователя. Он позволяет настраивать такие параметры хеширования, как количество итераций, объем используемой памяти, размер выходного сообщения и т.д. Благодаря этому алгоритм устойчив к атакам перебором и с использованием «‎радужных таблиц‎» и активно внедряется в современные ОС, фреймворки, менеджеры паролей, криптовалютные кошельки, постепенно вытесняя своих конкурентов.

Будущее хеширования: ближайший прогноз


Идеи Галилея и Гюйгенса далеко в прошлом, а в современном цифровом пространстве информации все больше и больше, причем различается она не только форматом, но и масштабами. В первую очередь этим обусловлено внедрение технологий глубокого хеширования, которые позволят усовершенствовать способы хранения и поиска данных. За последние несколько лет разработаны такие методы глубокого хеширования, как Deep Lifelong Cross-modal Hashing, LLSH (Deep Neural Network-based Learned Locality-Sensitive Hashing), Graph-Collaborated Auto-Encoder Hashing, Sparsity-Induced Generative Adversarial Hashing (SiGAH), CLIP Multi-modal Hashing.

Много букв, понимаем. Однако не упомянуть их не можем, поскольку указанные подходы являются широким и уверенным шагом в направлении быстрого анализа информации, качества и скорости обработки.

Что же дальше? А дальше развитие алгоритмов хеширования фактически сводится к решению как минимум одной из следующих задач по:

  • повышению сложности внутренних операций хеширования;

  • увеличению размера хеш-кода выходного сообщения для того, чтобы минимизировать возможность возникновения коллизий и защитить информацию от атаки вредоносных программ.

Исследования в указанной области позволят повысить не только эффективность, но и точность процесса хеширования различных типов данных.


Полная, частичная перепечатка или любое иное использование материалов с сайта IT-Academy разрешается только с указанием активной гиперссылки, ведущей на первоисточник (точный адрес страницы на www.it-academy.by).