Definición de hash (función)

 

Definición de hash (función)

 

Hash es una función que convierte un valor en otro. Aplicarle una función hash a datos es una práctica común en informática y se emplea para varios propósitos diferentes como criptografía, compresión, generación de suma de comprobación e indexación de datos.

Los valores devueltos por una función hash se denominan valores hash, datos hash, códigos hash, resúmenes o simplemente hash.

Las funciones hash a menudo se usan en combinación con una tabla hash, una estructura de datos común utilizada en el software de la computadora para una búsqueda rápida de datos.

Las funciones hash están relacionadas (a menudo confundidas) con las sumas de comprobación, dígitos de verificación, huellas dactilares, compresión con pérdida, funciones de aleatorización, códigos de corrección de errores y cifrados. Aunque los conceptos se superponen en cierta medida, cada uno tiene sus propios usos y requisitos, y están diseñados y optimizados de manera diferente.

La base de datos HashKeeper mantenida por el American National Drug Intelligence Center, por ejemplo, se describe más acertadamente como un catálogo de huellas dactilares de archivos que de valores hash.

Las funciones hash se caracterizan por ser rápidas y eficientes en términos de tiempo de ejecución, ya que al aplicar la función a un conjunto de datos, el resultado se obtiene de manera instantánea. Esto las hace ideales para ser utilizadas en aplicaciones que requieren un alto rendimiento, como en bases de datos o sistemas de gestión de archivos.

Otro uso común de las funciones hash es en la verificación de integridad de datos. Al calcular el valor hash de un archivo o conjunto de datos, es posible verificar si ha sufrido alguna alteración o corrupción. Si el valor hash calculado antes de una operación coincide con el valor calculado después de la operación, se puede tener confianza en que los datos no han sido modificados.

En el campo de la criptografía, las funciones hash son fundamentales. Se utilizan para almacenar contraseñas de forma segura, ya que al aplicar la función hash a una contraseña, se obtiene un valor único que no puede ser revertido para obtener la contraseña original. De esta manera, incluso si una base de datos es comprometida, los atacantes no podrán obtener las contraseñas reales.

Además, las funciones hash también se utilizan en la generación de claves criptográficas. Al tomar una clave de tamaño fijo y aplicarle la función hash, se obtiene una clave única y aleatoria que puede ser utilizada para cifrar y descifrar datos de manera segura.

En resumen, las funciones hash son herramientas fundamentales en el campo de la informática y la seguridad de datos. Su versatilidad y rapidez las hacen indispensables en diversas aplicaciones, desde la criptografía hasta la gestión de bases de datos.

Origen del término hash

El término proviene de la analogía con el significado original de la palabra hash en inglés: picar y mezclar.

H. P. Luhn, empleado de IBM, fue el primero en emplear el concepto en un memorándum fechado en enero de 1953. Se masificó su uso una década después.

Hash no tiene una traducción directa al español por lo que en todos los textos técnicos de informática se emplea "hash" y "hashing" directamente.

Hashing en criptografía

El hashing es una opción para la criptografía porque enmascara los datos originales con otro valor. Una función hash se puede usar para generar un valor que solo se puede decodificar buscando el valor de una tabla hash. La tabla puede ser una matriz, base de datos u otra estructura de datos.

Una buena función hash criptográfica no es invertible, lo que significa que no se le puede aplicar ingeniería inversa.

Una función hash criptográfica permite verificar fácilmente que algunos datos de entrada se asignan a un valor hash dado, pero si los datos de entrada son desconocidos, es deliberadamente difícil reconstruirlo (o cualquier otra alternativa equivalente) conociendo el valor hash almacenado. Esto se utiliza para asegurar la integridad de los datos transmitidos, y es el componente básico para los HMAC, que proporcionan autenticación de mensajes.

HMAC es un código de autentificación de mensajes en clave-hash: es una construcción específica para calcular un código de autentificación de mensaje (MAC) que implica una función hash criptográfica en combinación con una llave criptográfica secreta.

Como cualquier MAC, puede ser utilizado para verificar simultáneamente la integridad de los datos y la autentificación de un mensaje.

Las colisiones de las funciones hash

Como los valores hash son generalmente más pequeños que los originales, es posible que una función hash genere valores hash duplicados. Estos se conocen como "colisiones" y ocurren cuando se producen valores idénticos a partir de diferentes datos de origen.

Las colisiones se pueden resolver usando múltiples funciones hash o creando una tabla de desbordamiento cuando se encuentran valores hash duplicados. Las colisiones se pueden evitar mediante el uso de valores hash más grandes.

Hashing en compresión

Los diferentes tipos de compresión, como la compresión de imágenes con pérdida de calidad y la compresión de medios, pueden incorporar funciones hash para reducir el tamaño del archivo. Al mezclar los datos en valores más pequeños, los archivos multimedia se pueden comprimir en fragmentos más pequeños. Este tipo de hash unidireccional no se puede revertir, pero puede producir una aproximación de los datos originales que requieren menos espacio en disco.

Valores hash como sumas de verificación

Los valores hash también se usan para crear sumas de verificación, que permiten validar la integridad de archivos. Una suma de comprobación es un valor pequeño que se genera en función de los bits de un archivo o bloque de datos como una imagen de disco. Cuando la función de suma de comprobación se ejecuta en una copia del archivo (como un archivo descargado de Internet), debe producir el mismo valor hash que el archivo original. Si el archivo no produce la misma suma de comprobación, significa que algo se modificó algo en el archivo.

Hash para indexar datos

Los hashes se usan para indexar datos. Los valores hash se pueden usar para asignar datos a "segmentos" individuales dentro de una tabla hash. Cada segmento tiene una ID única que sirve como un puntero a los datos originales. Esto crea un índice que es significativamente más pequeño que los datos originales, lo que permite buscar y acceder a los valores de manera más eficiente.

Resumen: hash

El hash es una función que convierte un valor en otro con diferentes propósitos como criptografía, compresión y búsqueda rápida de datos. También se usa en combinación con una tabla hash. Es diferente de sumas de comprobación y huellas dactilares, aunque se superponen en cierta medida. Ejemplo: HashKeeper es un catálogo de huellas dactilares de archivos.

¿Qué es una función hash y cómo funciona?

Una función hash es un algoritmo matemático que toma una entrada y la convierte en un valor de salida llamado hash. Esta función es determinista, lo que significa que siempre producirá el mismo hash para la misma entrada. Funciona aplicando una serie de operaciones matemáticas a la entrada de datos, lo que garantiza que incluso un cambio pequeño en los datos produzca un hash completamente diferente.

¿Para qué se utiliza la función hash en criptografía?

En criptografía, la función hash se utiliza principalmente para garantizar la integridad de los datos. Al aplicar una función hash a un archivo, por ejemplo, se puede generar un hash único que actúa como una huella digital del archivo. Si alguien realiza cambios en el archivo, el hash será diferente, lo que indica que los datos han sido modificados y ya no son confiables.

¿Cuál es la relación entre la función hash y la compresión de datos?

En la compresión de datos, la función hash se utiliza para reducir la cantidad de información almacenada. En lugar de almacenar todo el contenido original, se genera un hash para cada fragmento de datos y se guarda solo el hash en su lugar. Esto permite verificar rápidamente si un fragmento de datos ya existe, lo que ayuda a reducir el espacio de almacenamiento requerido.

¿Cómo se utiliza la función hash en la generación de suma de comprobación?

La suma de comprobación es un valor único que se genera aplicando una función hash a los datos. Se utiliza para verificar la integridad de los datos transmitidos o almacenados. Si el hash calculado a partir de los datos recibidos coincide con el hash original, se puede asumir que los datos no han sido alterados durante la transmisión o almacenamiento.

¿En qué consiste la indexación de datos mediante funciones hash?

En la indexación de datos, la función hash se utiliza para asignar una clave única a cada dato, lo que permite una búsqueda más eficiente. Al aplicar una función hash a los datos, se genera un valor hash que se utiliza como clave de búsqueda en una tabla de indexación. Esto facilita la recuperación de datos mediante la búsqueda directa en lugar de recorrer todo el conjunto de datos.

¿Cuáles son algunos ejemplos de algoritmos de funciones hash comunes?

Algunos ejemplos de algoritmos de funciones hash comunes son MD5, SHA-1, SHA-256 y SHA-3. Estos algoritmos son ampliamente utilizados en criptografía, compresión y otros campos de la informática. Cada algoritmo tiene sus propias características y niveles de seguridad, por lo que es importante seleccionar el adecuado según las necesidades del proyecto.

Terminología relacionada

• Criptografía


Autor: Leandro Alegsa
Actualizado: 31-07-2023

¿Cómo citar este artículo?

Alegsa, Leandro. (2023). Definición de hash. Recuperado de https://www.alegsa.com.ar/Dic/hash.php

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