คู่มือ SHA-256 ฉบับสมบูรณ์ - ฟังก์ชันแฮชเข้ารหัสทำงานอย่างไร

แฮช (Hash) คืออะไร?

แฮชเป็นฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์แบบทางเดียวที่รับอินพุตขนาดใดก็ได้และสร้างเอาต์พุตขนาดคงที่ที่เรียกว่าค่าแฮช (หรือที่เรียกว่า digest หรือ checksum) ลองนึกภาพว่าเป็นลายนิ้วมือดิจิทัลของข้อมูล

ความแตกต่างสำคัญระหว่างแฮชและการเข้ารหัสคือแฮชเป็นกระบวนการที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ ในขณะที่การเข้ารหัสสามารถถอดรหัสด้วยคีย์ที่ถูกต้อง ฟังก์ชันแฮชเป็นทางเดียว คุณไม่สามารถสร้างข้อมูลเดิมจากค่าแฮชได้

• ขนาดเอาต์พุตคงที่: ไม่ว่าอินพุตจะเป็น 1 ไบต์หรือ 1 เทราไบต์ แฮชจะมีความยาวเท่ากันเสมอ
• กำหนดแน่นอน: อินพุตเดียวกันจะสร้างแฮชเดียวกันเสมอ
• ทางเดียว: คุณไม่สามารถย้อนคืนข้อมูลเดิมจากค่าแฮชได้
• เป็นเอกลักษณ์: แม้เปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในอินพุตก็สร้างแฮชที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิง (เอฟเฟกต์หิมะถล่ม)

SHA-256 คืออะไร

SHA-256 (Secure Hash Algorithm 256 บิต) เป็นสมาชิกของตระกูล SHA-2 ออกแบบโดย NSA และเผยแพร่โดย NIST ในปี 2001 เป็นฟังก์ชันแฮชที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในโลก เป็นรากฐานของเทคโนโลยีบล็อกเชน ใบรับรองดิจิทัล และโปรโตคอลความปลอดภัยสมัยใหม่

SHA-256 สร้างเอาต์พุต 256 บิต (32 ไบต์) เสมอ แสดงเป็นสตริงเลขฐานสิบหก 64 ตัวอักษร

คุณสมบัติสำคัญของ SHA-256

• กำหนดแน่นอน: อินพุตเดียวกันจะสร้างแฮชเดียวกันเสมอ
• เอฟเฟกต์หิมะถล่ม: การเปลี่ยนแม้เพียง 1 บิตจะสร้างแฮชที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิง
• ทนทานต่อการชน: เป็นไปไม่ได้ในทางการคำนวณที่จะหาสองอินพุตที่ให้แฮชเดียวกัน
• ทนทานต่อพรีอิมเมจ: เมื่อกำหนดค่าแฮช เป็นไปไม่ได้ที่จะหาอินพุตเดิม

อินพุต: "hello"
SHA-256: 2cf24dba5fb0a30e26e83b2ac5b9e29e1b161e5c1fa7425e73043362938b9824

อินพุต: "Hello" (เปลี่ยนเฉพาะตัวอักษรแรก)
SHA-256: 185f8db32271fe25f561a6fc938b2e264306ec304eda518007d1764826381969

SHA-256 ทำงานอย่างไร

1. การเติมข้อความ (Padding): อินพุตถูกเติมจนมีความยาวเป็นทวีคูณของ 512 บิต
2. แบ่งเป็นบล็อก: ข้อความถูกแบ่งเป็นบล็อกขนาด 512 บิต
3. เริ่มต้น: ตัวแปร 32 บิตแปดตัวเริ่มต้นด้วยค่าคงที่จากส่วนเศษของรากที่สองของจำนวนเฉพาะ 8 ตัวแรก
4. 64 รอบการบีบอัด: แต่ละบล็อกผ่าน 64 รอบของการดำเนินการบิต การบวกแบบโมดูลาร์ และการหมุน
5. แฮชสุดท้าย: ตัวแปรแปดตัวถูกรวมเป็นค่าแฮช 256 บิต (64 ตัวอักษรเลขฐานสิบหก)

กรณีใช้งานจริงของ SHA-256

บล็อกเชนและ Bitcoin

SHA-256 เป็นรากฐานของ Bitcoin ใช้ในอัลกอริทึมการขุด Proof of Work ที่นักขุดต้องหาค่า nonce ที่สร้างแฮชที่มีศูนย์นำหน้าจำนวนหนึ่ง

การเก็บรหัสผ่าน

แอปพลิเคชันเก็บแฮช SHA-256 ของรหัสผ่านแทนข้อความธรรมดา

การตรวจสอบความสมบูรณ์ของไฟล์และลายเซ็นดิจิทัล

เมื่อดาวน์โหลดซอฟต์แวร์ เว็บไซต์มักให้ checksum SHA-256 ใบรับรอง SSL/TLS สมัยใหม่ใช้ SHA-256 สร้างลายนิ้วมือใบรับรอง

SHA-256 เปรียบเทียบกับอัลกอริทึมแฮชอื่น

• MD5: ออกแบบปี 1991 แฮช 128 บิต พิสูจน์การโจมตีชนในปี 2004
• SHA-1: แฮช 160 บิต Google แสดงการโจมตีชนจริง (SHAttered) ในปี 2017
• SHA-256: ไม่มีช่องโหว่ที่ทราบ 2^256 เอาต์พุตที่เป็นไปได้
• SHA-512: บิตมากกว่า (512) เร็วกว่าเล็กน้อยในระบบ 64 บิต

การใช้เครื่องสร้างแฮช SHA-256 ของเรา

โหมดข้อความ

1. ป้อนข้อความ: พิมพ์หรือวางข้อความใดก็ได้ในช่องป้อนข้อมูล
2. ผลลัพธ์ทันที: แฮช SHA-256 คำนวณแบบเรียลไทม์ขณะคุณพิมพ์
3. คัดลอกแฮช: คลิกปุ่มคัดลอกเพื่อคัดลอกแฮชไปยังคลิปบอร์ด

โหมดไฟล์

1. เลือกไฟล์: คลิกพื้นที่อัปโหลดหรือลากและวางไฟล์
2. การคำนวณแฮช: ไฟล์อ่านทั้งหมดในเบราว์เซอร์ ไม่มีข้อมูลถูกอัปโหลด
3. ตรวจสอบความสมบูรณ์: เปรียบเทียบแฮชที่สร้างกับ checksum จากแหล่งไฟล์