SHA

SHA (Secure Hash Algorithm hay Thuật toán Băm An toàn) là năm thuật toán được chấp nhận bởi FIPS dùng để chuyển một đoạn dữ liệu nhất định thành một đoạn dữ liệu có chiều dài không đổi với xác suất khác biệt cao. Những thuật giải này được gọi là "an toàn" bởi vì, theo nguyên văn của chuẩn FIPS 180-2 phát hành ngày 1 tháng 8 năm 2002:

""for a given algorithm, it is computationally infeasible 1) to find a message that corresponds to a given message digest, or 2) to find two different messages that produce the same message digest. Any change to a message will, with a very high probability, result in a different message digest.""

Tạm dịch đại ý là:

""1) Cho một giá trị băm nhất định được tạo nên bởi một trong những thuật giải SHA, việc tìm lại được đoạn dữ liệu gốc là không khả thi.""2) Việc tìm được hai đoạn dữ liệu khác nhau có cùng kết quả băm tạo ra bởi một trong những thuật giải SHA là không khả thi.""Bất cứ thay đổi nào trên đoạn dữ liệu gốc, dù nhỏ, cũng sẽ tạo nên một giá trị băm hoàn toàn khác với xác suất rất cao.""

Năm thuật toán SHA là "SHA-1" (trả lại kết quả dài 160 bit), "SHA-224" (trả lại kết quả dài 224 bit), "SHA-256" (trả lại kết quả dài 256 bit), "SHA-384" (trả lại kết quả dài 384 bit), và "SHA-512" (trả lại kết quả dài 512 bit). Thuật toán SHA là thuật giải băm mật được phát triển bởi Cục an ninh quốc gia Mĩ (National Security Agency hay NSA) và được xuất bản thành chuẩn của chính phủ Mĩ bởi Viện công nghệ và chuẩn quốc gia Mĩ (National Institute of Standards and Technology hay NIST). Bốn thuật toán sau thường được gọi chung là "SHA-2".

SHA-1 được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng và giao thức an ninh khác nhau, bao gồm TLS và SSL, PGP, SSH, S/MIME, và IPSec. SHA-1 được coi là thuật toán thay thế MD5, một thuật toán băm 128 bit phổ biến khác.

Hiện nay, SHA-1 không còn được coi là an toàn bởi đầu năm 2005, ba nhà mật mã học người Trung Quốc đã phát triển thành công một thuật toán dùng để tìm được hai đoạn dữ liệu nhất định có cùng kết quả băm tạo ra bởi SHA-1 . Mặc dù chưa có ai làm được điều tương tự với SHA-2, nhưng vì về thuật toán, SHA-2 không khác biệt mấy so với SHA-1 nên nhiều nhà khoa học đã bắt đầu phát triển một thuật toán khác tốt hơn SHA . NIST cũng đã khởi đầu một cuộc thi phát triển thuật toán băm mới an toàn hơn SHA, giống như quy trình phát triển chuẩn mã hóa tiên tiến (Advanced Encryption Standard hay AES) .

== SHA-2 ==
SHA-2 bao gồm bốn giải thuật SHA-224, SHA-256, SHA-384 và SHA-512. Ba thuật giải SHA-256, SHA-384 và SHA-512 được xuất bản lần đầu năm 2001 trong bản phác thảo FIPS PUB 180-2. Năm 2002, FIPS PUB 180-2, bao gồm cả SHA-1 được chấp nhận thành chuẩn chính thức. Năm 2004, FIPS PUB 180-2 được bổ sung thêm một biến thể - SHA-224, với mục đích tạo ra một biến thể SHA-2 có độ dài khóa trùng với DES ba lần với 2 khóa (2TDES) - 112 bit. Những biến thể SHA-2 này được đăng ký .

Về giải thuật, các biến thể của SHA-2 không khác nhau. Mặc dù chúng sử dụng giá trị biến và hằng số cũng như độ dài từ, v.v. khác nhau.

Mặc dù Gilbert và Handschuh (2003) đã nghiên cứu và không tìm ra điểm yếu của những biến thể này, chúng vẫn chưa được kiểm chứng kĩ như SHA-1.

Mã giả của thuật giải SHA-256:

Mã nguồn SHA-256 bằng PHP, tương thích với UTF-8:
<?php

== Ví dụ ==
Dưới đây là một số ví dụ sử dụng thuật giải SHA. Đoạn dữ liệu gốc được ngầm hiểu sử dụng bảng mã ASCII.

=== SHA-1 ===
 SHA1("The quick brown fox jumps over the lazy dog") 

Ngay cả một thay đổi nhỏ trong đoạn dữ liệu gốc sẽ có khả năng rất lớn tạo nên một giá trị băm hoàn toàn khác do hiệu ứng tuyết lở. Ví dụ, sửa codice_1 thành codice_2:

Giá trị băm của một đoạn dữ liệu rỗng:

=== SHA-256 ===
 SHA256("The quick brown fox jumps over the lazy dog") 

Hiệu ứng tuyết lở khi sửa từ cuối cùng thành "cog":

Giá trị băm của đoạn dữ liệu rỗng:

=== SHA-512 ===
 SHA512("The quick brown fox jumps over the lazy dog")