Hash function

Une fonction de hachage est un algorithme qui transforme une entrée de données de taille variable en une sortie fixe unique, souvent utilisée en cryptographie pour assurer l’intégrité des données et des signatures numériques.

Introduction aux fonctions de hachage

Les fonctions de hachage jouent un rôle fondamental en cybersécurité et dans les systèmes informatiques. Elles permettent de garantir l’intégrité des données, de sécuriser les mots de passe, et d’assurer la vérification des signatures numériques. Une fonction de hachage prend une entrée (message, fichier, ou autre donnée) et génère une valeur de longueur fixe appelée condensat ou empreinte numérique.

Caractéristiques principales des fonctions de hachage

Propriétés essentielles

1. Taille fixe :

   • Quelle que soit la taille de l’entrée, la sortie est toujours de longueur fixe (exemple : 256 bits pour SHA-256).

2. Unicité (collision résistance) :

   • Deux entrées distinctes ne doivent pas produire le même condensat.

3. Effet avalanche :

   • Une légère modification de l’entrée entraîne un changement radical du condensat.

4. Non-inversibilité :

   • Il est pratiquement impossible de reconstituer l’entrée d’origine à partir de son condensat.

Exemples de fonctions de hachage

1. MD5 (Message Digest 5) :

   • Anciennement populaire mais désormais considéré comme obsolète en raison de failles de collision.

2. SHA (Secure Hash Algorithm) :

   • Famille de fonctions (SHA-1, SHA-256, SHA-3) largement utilisée dans les systèmes modernes.

3. Bcrypt :

   • Spécifiquement conçu pour le hachage sécurisé des mots de passe.

Applications des fonctions de hachage

En cybersécurité

1. Vérification d’intégrité :

   • Utilisées pour vérifier qu’un fichier ou un message n’a pas été altéré pendant son transfert.

2. Gestion des mots de passe :

   • Les mots de passe sont stockés sous forme de condensats dans les bases de données pour éviter leur compromission en clair.

3. Signatures numériques :

   • Intégrées dans les certificats numériques pour garantir l’authenticité des communications.

Hors cybersécurité

1. Indexation rapide :

   • Employées dans les bases de données pour localiser rapidement des données.

2. Traitement des grands ensembles de données :

   • Utilisées pour détecter les doublons ou organiser des ensembles volumineux.

Vulnérabilités et défis

Attaques courantes

1. Collisions :

   • Lorsque deux entrées différentes produisent le même condensat, cela compromet l’unicité de la fonction (exemple : attaques contre MD5 et SHA-1).

2. Attaques par force brute :

   • Les attaquants essaient toutes les combinaisons possibles pour retrouver l’entrée d’origine.

3. Rainbow tables :

   • Bases de données précompilées de condensats, utilisées pour casser les mots de passe.

Solutions de renforcement

1. Salage (salting) :

   • Ajout d’une valeur aléatoire aux données avant le hachage pour empêcher l’utilisation de tables arc-en-ciel.

2. Choix d’algorithmes modernes :

   • Utilisation de SHA-256 ou SHA-3 pour résister aux attaques actuelles.

Exemples pratiques

1. Vérification d’un fichier téléchargé :

   • Les éditeurs de logiciels publient souvent un condensat de leurs fichiers pour permettre aux utilisateurs de vérifier leur intégrité.

2. Blockchain :

   • Les fonctions de hachage sont essentielles pour sécuriser les transactions et structurer les chaînes de blocs.

Conclusion

Les fonctions de hachage sont des outils cruciaux pour garantir l’intégrité, la sécurité et l’authenticité des données dans de nombreux domaines. Bien qu’elles présentent certaines vulnérabilités, les avancées en cryptographie continuent d’améliorer leur robustesse, en les adaptant aux besoins des systèmes modernes.