Hashing

Uma função de hash recebe uma entrada de qualquer tamanho e produz uma saída de tamanho fixo chamada resumo. A mesma entrada sempre produz o mesmo resumo.

Fundamentalmente, o hashing é uma operação unidirecional. Não é possível reverter matematicamente um resumo para obter a entrada original. É isso que diferencia os hashes da codificação e da criptografia.

Uma função de hash criptográfica deve ser:

• Determinística: a mesma entrada produz a mesma saída.
• Rápida de calcular (para hashing geral), mas idealmente lenta para hashing de senhas.
• Resistente à pré-imagem: dado um resumo, não é possível encontrar a entrada.
• Resistente a colisões: é difícil encontrar duas entradas com o mesmo resumo.
• Efeito avalanche: a alteração de um bit modifica aproximadamente metade dos bits da saída.

O MD5 produz um resumo de 128 bits (32 caracteres hexadecimais). Ele é rápido e historicamente comum, mas está criptograficamente comprometido: existem ataques práticos de colisão.

Nunca use MD5 para segurança. Você ainda o encontrará em somas de verificação de arquivos e sistemas legados, o que faz dele um alvo frequente durante avaliações.

A família SHA (Algoritmo de Hash Seguro) é mais robusta:

• SHA-1: 160 bits. Atualmente considerado comprometido (ataque de colisão 'SHADOW HAMMER' / SHAttered). Evite-o.
• SHA-2: inclui SHA-256 e SHA-512. É amplamente usado e atualmente seguro.
• SHA-3: um design mais recente baseado no Keccak, uma alternativa ao SHA-2.

A criptografia pode ser revertida com uma chave. O hashing não pode ser revertido de forma alguma. É exatamente por isso que o hashing é usado para armazenar senhas: o servidor nunca precisa da senha original.

Quando você inicia sessão, o servidor calcula o hash do que você digitou e o compara com o hash armazenado. Se forem iguais, você será autenticado. A senha em texto claro nunca é armazenada.

Como o hashing é determinístico, o resumo de «password» é igual para todos os utilizadores. Os atacantes pré-calculam enormes tabelas de consulta de resumo para texto claro chamadas tabelas arco-íris.

Se dois utilizadores partilharem a mesma palavra-passe, os seus resumos armazenados serão idênticos, revelando esse facto. Resumos rápidos simples, como MD5 ou SHA-256, não são adequados para palavras-passe.

Um salt é um valor aleatório exclusivo adicionado a cada palavra-passe antes do hashing. Isto significa que:

• Palavras-passe idênticas produzem resumos diferentes.
• As tabelas arco-íris pré-calculadas tornam-se inúteis.

O salt é armazenado juntamente com o resumo; não é secreto. A sua função é tornar cada resumo único, obrigando os atacantes a quebrá-los individualmente.

bcrypt foi concebido especificamente para armazenar palavras-passe. É intencionalmente lento e inclui um fator de custo configurável (fator de trabalho), que o torna mais lento à medida que o hardware melhora.

Um resumo bcrypt inclui o algoritmo, o custo e o salt numa única cadeia de caracteres. A lentidão é uma funcionalidade: limita a velocidade a que os atacantes podem tentar adivinhar.

Além de bcrypt, as opções modernas de hashing de palavras-passe incluem:

• scrypt: exige muita memória e resiste a ataques com GPU e ASIC.
• Argon2: vencedor da Competição de Hashing de Palavras-passe, configurável para tempo e memória. É a escolha moderna recomendada.
• PBKDF2: aplica um resumo rápido durante muitos milhares de iterações; é aceitável, mas mais fraco do que os anteriores.

Os resumos também são usados para garantir a integridade, não apenas para palavras-passe. Um HMAC (Código de Autenticação de Mensagens baseado em Hash) combina um resumo com uma chave secreta para verificar tanto a integridade como a autenticidade de uma mensagem.

As somas de verificação de ficheiros (frequentemente SHA-256) permitem verificar se uma transferência não foi adulterada. Como hacker, somas de verificação incompatíveis podem revelar ficheiros modificados ou maliciosos.

Como hacker, encontrará resumos constantemente:

• /etc/shadow no Linux armazena resumos de palavras-passe com salt, com prefixos como $6$ (SHA-512) ou $2b$ (bcrypt).
• O Windows armazena resumos NTLM na base de dados SAM.
• As aplicações Web armazenam palavras-passe resumidas nas suas tabelas de utilizadores.

Reconhecer o prefixo indica imediatamente o algoritmo e a sua estratégia para quebrá-lo.

Escolha a opção mais segura para armazenar palavras-passe de utilizadores.

Agora compreende o hashing:

• O hashing é uma transformação unidirecional, de tamanho fixo e determinística, diferente da codificação e da encriptação.
• MD5 e SHA-1 estão comprometidos; utilize SHA-256 para garantir a integridade geral.
• Para palavras-passe, utilize algoritmos lentos com salt: bcrypt, scrypt ou Argon2.
• Os salts impedem as tabelas arco-íris; o HMAC acrescenta integridade baseada numa chave.

A seguir, explorará a encriptação simétrica e assimétrica com AES e RSA.