¿Qué es un Hash y Para Qué Sirve?

Introducción al Hashing

¿Qué es un Hash en el mundo de la informática, los algoritmos de hash son una herramienta fundamental para garantizar la integridad de los datos y optimizar el procesamiento de información. Un hash es una función que toma una entrada de longitud variable (por ejemplo, un archivo o una cadena de texto) y produce una salida de longitud fija, que generalmente es una cadena de caracteres o números. Esta salida, conocida como valor hash, actúa como una especie de huella digital única de los datos originales.

Los hashes se utilizan en diversas aplicaciones, como la verificación de la integridad de archivos, la búsqueda eficiente de datos en bases de datos y la seguridad informática. Es importante entender que los algoritmos de hash no son reversibles, es decir, no es posible obtener el valor original a partir del hash (al menos, no de manera práctica).

¿Cómo Funciona un Algoritmo de Hash?

Este tipo de algoritmo aplica una serie de operaciones matemáticas a los datos de entrada (que pueden ser texto, imágenes, etc.), generando una cadena de longitud fija que representa esos datos. Las características principales de un buen algoritmo de hash son:

1. Determinístico: La misma entrada siempre producirá el mismo valor.
2. Eficiente: El cálculo del valor debe ser rápido.
3. Único: Cambios mínimos en la entrada (incluso un solo bit) deben producir un valor completamente diferente.
4. Longitud fija: El hash siempre tendrá la misma longitud, sin importar el tamaño de los datos de entrada.
5. Irreversible: No es posible recuperar los datos originales a partir de un valor.

Ejemplos de Algoritmos

Existen varios tipos de algoritmos, cada uno diseñado para diferentes propósitos y niveles de seguridad. A continuación, presentamos algunos de los más conocidos:

1. CRC32 (Cyclic Redundancy Check)

El CRC32 es un algoritmo que genera un hash de 32 bits y se utiliza comúnmente para la verificación de integridad de datos en redes y archivos. Es eficiente para detectar errores accidentales en la transmisión de datos, pero no es adecuado para la seguridad, ya que no es resistente a colisiones (dos entradas distintas que generan el mismo valor o salida).

Ejemplo:
Si tenemos la cadena de texto «kernelrex», el CRC32 produce el siguiente hash:

echo "kernelrex" | cksum -a crc

El resultado sería algo como: b1004794750.

2. MD5 (Message Digest 5)

El MD5 es uno de los algoritmos más utilizados, aunque hoy en día ha sido reemplazado en muchos casos debido a vulnerabilidades de seguridad. Produce un hash de 128 bits (32 caracteres hexadecimales) y solía ser ampliamente utilizado para la verificación de integridad de archivos.

Sin embargo, debido a que se han encontrado colisiones en MD5, no es adecuado para aplicaciones de seguridad donde se necesita resistencia a ataques de fuerza bruta o colisiones.

Ejemplo:
Si tienes un archivo llamado archivo.txt y quieres obtener su hash MD5, podrías ejecutar el siguiente comando en un sistema basado en Linux:

md5sum archivo.txt

El resultado sería algo como: a412a3ebda16a3e1c0fd8153b155ec7c archivo.txt.

3. SHA-256 (Secure Hash Algorithm 256 bits)

El SHA-256 pertenece a la familia de algoritmos de hash seguros y es utilizado en aplicaciones de seguridad, como la encriptación de contraseñas y la verificación de transacciones en criptomonedas como Bitcoin. SHA-256 genera un hash de 256 bits (64 caracteres hexadecimales), lo que lo hace mucho más seguro que MD5 o CRC32, y es resistente a colisiones conocidas.

Ejemplo:
Si tienes la misma cadena de texto «kernelrex», puedes generar el hash SHA-256 con el siguiente comando:

echo -n "kernelrex" | sha256sum

El resultado sería algo como:
0b8a0e56ce6b4ef0c0051209d2799c3e4b288ce7e3d87f1f3ae83a0f6ab14d70 -<br>

Utilidad de los Hashes

1. Verificación de Integridad

Una de las aplicaciones más comunes del hash es la verificación de integridad de los archivos. Cuando descargas un archivo de Internet, a menudo el proveedor te dará el hash correspondiente (por ejemplo, un MD5 o SHA-256). Después de descargar el archivo, puedes calcular el hash localmente y compararlo con el que te proporcionaron. Si coinciden, sabes que el archivo no ha sido alterado.

2. Almacenamiento Seguro de Contraseñas

Los hashes también son ampliamente utilizados para el almacenamiento seguro de contraseñas. En lugar de almacenar la contraseña en texto claro en una base de datos, los sistemas almacenan el hash de la contraseña. Cuando un usuario intenta iniciar sesión, el sistema genera el valor de la contraseña que el usuario ingresa y lo compara con el hash almacenado. Esto añade una capa de seguridad en caso de que la base de datos sea comprometida.

3. Índices en Bases de Datos

Los algoritmos de hash también son utilizados en bases de datos para crear índices que permiten una búsqueda más rápida de información. Los hashes actúan como identificadores únicos para cada entrada, lo que permite una recuperación eficiente de los datos.

Diferencias entre CRC32, MD5 y SHA-256

Algoritmo	Longitud del Hash	Propósito Principal	Seguridad
CRC32	32 bits	Verificación de integridad básica	Baja (no es seguro)
MD5	128 bits	Verificación de integridad de archivos (obsoleto para seguridad)	Vulnerable a colisiones
SHA-256	256 bits	Seguridad criptográfica (contraseñas, criptomonedas)	Alta seguridad

Los algoritmos de hash son esenciales para asegurar y verificar datos en sistemas modernos. Aunque algunos, como MD5 y CRC32, todavía se utilizan para tareas específicas como la verificación de integridad, los algoritmos más robustos como SHA-256 son preferibles para aplicaciones que requieren mayor seguridad, como la criptografía y la protección de contraseñas. Conocer las diferencias entre estos algoritmos y sus aplicaciones prácticas es fundamental para cualquier profesional o entusiasta de la informática.