¿Qué es hashing? Todo lo que necesita saber (2023)

¿Qué es hashing? 

En el mundo digital actual, no se puede exagerar la importancia de la gestión y la seguridad de los datos. Una de las tecnologías centrales que permite alcanzar estos objetivos es un proceso llamado hashing. Pero, ¿qué es exactamente este proceso y qué papel desempeña en diversas aplicaciones, desde las bases de datos hasta la ciberseguridad?

En este artículo, nos adentraremos en el mundo del hashing, explorando su propósito, características clave y aplicaciones prácticas en diferentes dominios.

Resumen

• El hash transforma cualquier clave o cadena de caracteres dada en otro valor, conocido como valor hash, utilizando un algoritmo especial llamado función hash.
• Desempeña un papel crucial en diversos ámbitos, que van desde la indexación y recuperación de datos, la ciberseguridad, hasta el innovador mundo de la tecnología blockchain.
• Ofrece ventajas, como una rápida recuperación de los datos, una mejor gestión de los mismos y una mayor seguridad. Pero también puede tener inconvenientes, como los métodos hash que consumen muchos recursos.

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Comprender el hashing

El hash es un proceso fascinante que transforma cualquier clave o cadena de caracteres dada en otro valor, conocido como valor hash, utilizando un algoritmo especial llamado función hash. Esta cadena de letras y números de longitud fija representa los datos originales y sirve para multitud de propósitos, como la gestión eficaz de datos y la seguridad. Imagine una huella digital que no sólo ayuda a organizar los datos, sino que también los asegura, haciéndolos indescifrables para los piratas informáticos.

El hashing desempeña un papel crucial en diversos campos como la indexación de datos, las firmas digitales y la ciberseguridad. Mientras nos adentramos en el mundo del hashing, entendamos primero el componente central que lo hace posible: la función hash.

La función hash

Una función hash es un algoritmo matemático que toma una entrada, conocida como clave, y genera una cadena única, más corta y de longitud fija llamada valor hash. Esta salida única es esencial para una gestión eficaz y segura de los datos. Por ejemplo, el hashing se utiliza a menudo para encontrar rápidamente elementos en un mapa de datos de objetos almacenando los datos en forma de pares de clave y valor, lo que ayuda a acotar las búsquedas.

Los algoritmos hash eficientes son vitales para su eficacia. Los más populares, como SHA-1, funcionan con tamaños de bloque que oscilan entre 160 y 512 bits. Cuando los datos son mayores que el tamaño del bloque, el algoritmo divide los datos en trozos más pequeños y genera un valor hash final para cada trozo antes de combinarlos en un único valor hash para la totalidad de los datos.

Características clave del hashing

Una de las características clave del hashing es el determinismo, lo que significa que una entrada dada siempre producirá la misma salida. Esta salida consistente permite un procesamiento y una recuperación de datos más rápidos, lo que convierte al hashing en una herramienta valiosa para tareas como la indexación y la recuperación de datos.

Otro aspecto importante del hash es la salida única y de longitud fija que se genera a partir de los datos de entrada. Esta salida, el valor hash, ayuda a mantener la seguridad de los datos al ocultar la longitud de la entrada original.

Sin embargo, es importante tener en cuenta que el hashing no es reversible, lo que significa que los datos originales no pueden recuperarse a partir del valor hash. Esta naturaleza unidireccional del hashing lo hace ideal para verificar la integridad de los datos al tiempo que garantiza que la información sensible permanezca segura.

Aplicaciones del hashing

Ahora que tenemos una comprensión básica del hashing y sus características clave, exploremos algunas aplicaciones prácticas de esta poderosa tecnología. El hashing desempeña un papel crucial en diversos dominios, que van desde la indexación y recuperación de datos, la ciberseguridad, hasta el innovador mundo de la tecnología blockchain.

En las siguientes secciones, profundizaremos en estas aplicaciones y veremos cómo contribuye el hashing a su funcionalidad.

Indexación y recuperación de datos

El hash es increíblemente útil para indexar y recuperar datos en bases de datos y motores de búsqueda. Al ejecutar un algoritmo hash sobre los datos, se genera un valor hash único que actúa como un índice para el registro, haciendo mucho más rápida la localización de registros en una base de datos.

Además, el hashing se utiliza para la gestión de archivos, como la indexación de datos, la identificación de archivos y la eliminación de duplicados. Las operaciones hash unidireccionales utilizan funciones hash para indexar el valor o la clave original, lo que permite acceder a los datos vinculados a ese valor o clave específicos.

Este tratamiento eficaz de los datos que proporciona el hashing permite un acceso y una recuperación más rápidos de los datos, lo que mejora el rendimiento general de las bases de datos y los motores de búsqueda.

Ciberseguridad

En el ámbito de la ciberseguridad, el hashing desempeña un papel importante en la seguridad de las contraseñas, las firmas digitales y el cifrado. En el caso de las contraseñas, el hashing proporciona una forma de almacenarlas de forma segura en bases de datos, garantizando que incluso si un pirata informático consigue acceder, no podrá ver las contraseñas en texto plano. En el caso de las firmas digitales, el hashing se utiliza para crear un hash único del software o script que se va a firmar, y se genera otro hash después de añadir la firma digital. Si los dos valores hash coinciden, el archivo no ha sido alterado, lo que garantiza la autenticidad del mensaje o documento.

Además, el salting es una técnica utilizada en el hashing para añadir datos aleatorios a la entrada de una función hash, lo que garantiza una salida única incluso cuando la entrada es la misma. Esta capa añadida de seguridad hace del hashing un componente esencial para proteger los datos sensibles y mantener la integridad de los datos.

Tecnología Blockchain

El hashing también desempeña un papel fundamental en la tecnología blockchain, un sistema descentralizado que se basa en un registro seguro e inmutable de las transacciones. Al crear un valor hash único para cada bloque de datos, el hashing garantiza la integridad y autenticidad de los datos en la cadena de bloques.

Este sistema seguro y a prueba de manipulaciones es la columna vertebral de criptomonedas como Bitcoin, lo que demuestra la versatilidad y el poder del hashing en diversas aplicaciones.

Algoritmos hash comunes

A lo largo de este artículo, hemos hablado del concepto y las aplicaciones del hashing, pero ¿qué hay de los algoritmos específicos que lo hacen posible?

En esta sección, presentaremos tres algoritmos hash populares: MD5, la familia del Algoritmo Hash Seguro (SHA) y CRC32, y discutiremos sus casos de uso específicos, sus puntos fuertes y sus puntos débiles.

MD5

MD5 es un algoritmo de función hash criptográfica ampliamente utilizado que produce un valor hash de 128 bits. Diseñado por Ronald Rivest en 1991, se utiliza a menudo para la comprobación de la integridad de los datos debido a su velocidad y eficacia. Sin embargo, MD5 tiene problemas de seguridad conocidos y ya no se recomienda para aplicaciones criptográficas.

A pesar de sus fallos de seguridad, MD5 sigue siendo una opción popular para aplicaciones no criptográficas debido a sus capacidades de hash rápidas y eficientes. Sin embargo, para aplicaciones que requieren mayores niveles de seguridad, se recomiendan otros algoritmos hash, como los de la familia SHA.

Familia SHA

La familia de algoritmos hash seguros (SHA) es un conjunto de algoritmos hash desarrollados por la Agencia de Seguridad Nacional de Estados Unidos (NSA). La familia incluye tres categorías principales: SHA-1, SHA-2 y SHA-3. SHA-1 es un algoritmo muy utilizado para aplicaciones de seguridad pero tiene vulnerabilidades conocidas, mientras que SHA-2 es una familia más segura que incluye algoritmos como SHA-256 y SHA-512, siendo SHA-256 y SHA-512 los más utilizados.

Los algoritmos de la familia SHA se utilizan ampliamente en ciberseguridad debido a sus sólidas características de seguridad y a la gama de tamaños hash disponibles. Estos algoritmos ofrecen un equilibrio entre rendimiento y seguridad, lo que los hace adecuados para diversas aplicaciones, desde las firmas digitales hasta el almacenamiento de contraseñas.

CRC32

CRC32, o Cyclic Redundancy Check 32, es un algoritmo hash que genera un valor hash de 32 bits. Se utiliza principalmente para la detección de errores y la comprobación de la integridad de los archivos. CRC32 se emplea en varios formatos de archivo, como archivos Zip y servidores FTP, donde ayuda a garantizar que los archivos permanezcan intactos y libres de corrupción durante su transmisión o almacenamiento.

Aunque CRC32 no es tan seguro como los algoritmos de la familia SHA, es adecuado para aplicaciones en las que la principal preocupación es detectar cambios involuntarios en los datos. Su simplicidad y velocidad lo convierten en una elección popular para la detección de errores y la comprobación de la integridad de los archivos.

Ventajas y limitaciones del hashing

Como hemos visto a lo largo de este artículo, el hashing ofrece numerosas ventajas, como una rápida recuperación de los datos, una mejor gestión de los mismos y una mayor seguridad. Sin embargo, también tiene sus inconvenientes, con problemas potenciales como las colisiones y los métodos hash que consumen muchos recursos.

En esta sección, exploraremos las ventajas y limitaciones del hashing con más detalle.

Beneficios

El hashing proporciona multitud de ventajas, como la protección de datos, una recuperación más rápida de los mismos, una comparabilidad más sencilla y su uso en ciberseguridad e integridad de datos. Al transformar los datos de entrada en una salida única de longitud fija, el hashing garantiza que la información sensible permanezca segura, al tiempo que proporciona un medio eficaz de gestión y recuperación de datos.

Estas ventajas hacen del hashing una herramienta indispensable en diversas aplicaciones, desde las bases de datos hasta las firmas digitales.

Limitaciones

A pesar de sus numerosas ventajas, el hashing tiene algunas limitaciones. Una de estas limitaciones es la posibilidad de colisiones, cuando dos entradas diferentes producen el mismo valor hash, lo que puede afectar a la precisión y fiabilidad del hashing.

Además, los algoritmos obsoletos o ineficaces pueden dejar los sistemas vulnerables a los riesgos y ataques de seguridad. Los métodos hash que consumen muchos recursos también pueden ser costosos en términos de potencia de cálculo y repercutir negativamente en el rendimiento del sistema.

Hashing vs. Cifrado

Aunque tanto el hashing como el cifrado se utilizan para proteger los datos, cumplen funciones distintas y tienen casos de uso diferentes.

En esta sección, compararemos y contrastaremos estas dos técnicas para comprender mejor sus diferencias de funcionalidad y cuándo deben aplicarse.

Diferencias de proceso

El hashing es un proceso unidireccional, lo que significa que una vez que los datos han sido hasheados, no pueden ser revertidos para obtener la entrada original. Por el contrario, el cifrado es un proceso bidireccional, que permite codificar los datos y luego descifrarlos utilizando una clave de cifrado.

Esta diferencia crucial pone de relieve la función principal del hashing como medio para verificar la integridad de los datos, mientras que el cifrado se centra en la confidencialidad de los mismos.

Tratamiento de datos

En términos de manejo de datos, el hashing y la encriptación manejan los datos de forma diferente. El hashing genera una salida de longitud fija a partir de los datos de entrada, que se utiliza para verificar la integridad de los datos. La encriptación, por otro lado, convierte los datos en una forma ilegible para protegerlos de accesos no autorizados.

Aunque ambas técnicas tienen sus aplicaciones únicas, se complementan para garantizar la seguridad y la integridad de los datos.

Objetivos primarios

El objetivo principal del hashing es mantener la integridad de los datos garantizando que no han sido manipulados ni corrompidos. El objetivo principal del cifrado es mantener la confidencialidad de los datos impidiendo el acceso no autorizado a información sensible. Juntos, el hashing y el cifrado forman un marco sólido para proteger los datos en diversas aplicaciones, desde el almacenamiento de contraseñas hasta la comunicación segura.

Ejemplos prácticos de Hashing

Para apreciar realmente el poder y la versatilidad del hashing, exploremos algunos ejemplos del mundo real que demuestran cómo se aplica el hashing en diferentes contextos. Desde el almacenamiento de contraseñas y firmas digitales hasta la comprobación de la integridad de los archivos, el hashing desempeña un papel crucial a la hora de garantizar la seguridad y la integridad de nuestras vidas digitales.

Almacenamiento de contraseñas

El hash es una herramienta esencial para almacenar de forma segura las contraseñas en las bases de datos. Cuando un usuario crea una contraseña, el sistema aplica el hash a la contraseña y almacena el valor hash resultante en la base de datos. Cuando el usuario se conecta, la contraseña introducida se somete de nuevo a hash, y el valor hash resultante se compara con el valor hash almacenado. Si los valores coinciden, la contraseña se considera válida y el usuario obtiene acceso.

Este método de almacenamiento de contraseñas garantiza que, aunque un pirata informático acceda a la base de datos, no pueda ver las contraseñas en texto plano, protegiendo así la información confidencial de los usuarios. Sin embargo, es importante utilizar algoritmos hash sólidos y actualizados para minimizar el riesgo de ataques, como los de fuerza bruta o de diccionario.

Firmas digitales

El hashing desempeña un papel crucial en la creación y verificación de firmas digitales, que se utilizan para autenticar al remitente y al destinatario de un mensaje o documento. Al crear una firma digital, los datos se someten a un algoritmo hash para generar un valor hash único. A continuación, este valor se cifra con la clave privada del remitente, creando así la firma digital.

Para verificar la firma digital, el receptor descifra la firma utilizando la clave pública del remitente, obteniendo el valor hash original. A continuación, se aplica de nuevo el hash a los datos y se compara el nuevo valor hash con el valor hash descifrado. Si los valores coinciden, la firma digital es válida y el mensaje o documento queda autentificado. Este proceso garantiza una comunicación segura al verificar las identidades de ambas partes.

Comprobaciones de integridad de archivos

El hash también se utiliza para detectar cambios no autorizados en los archivos comparando los valores hash del archivo original y del archivo modificado. Si los valores hash coinciden, indica que el archivo no ha sido manipulado ni corrompido, lo que garantiza su integridad.

Este método de comprobación de la integridad de los archivos es especialmente útil en diversas aplicaciones, como la distribución de software, en las que es esencial confirmar que los archivos descargados no han sido manipulados ni corrompidos durante la transmisión. Al proporcionar una huella digital de los datos, el hashing permite a los usuarios verificar la autenticidad e integridad de los archivos con confianza.

Resumen

A lo largo de este artículo, hemos explorado el fascinante mundo del hashing, tocando sus conceptos básicos, características clave y aplicaciones prácticas. Desde la gestión y recuperación de datos hasta la ciberseguridad y la tecnología blockchain, el hashing resulta ser una herramienta indispensable en nuestras vidas digitales. Aunque no está exento de limitaciones, el poder del hashing reside en su capacidad para mantener la integridad de los datos, mejorar la seguridad y permitir un procesamiento de datos eficiente. A medida que nuestro panorama digital siga evolucionando, también lo harán los algoritmos y las técnicas que hacen del hashing un componente vital para navegar por nuestro mundo interconectado.

Cómo mantenerse seguro en línea:

• Utilice contraseñas seguras: Utilice una contraseña única y compleja para cada cuenta. Un gestor de contraseñas puede ayudarle a generarlas y almacenarlas. Además, active la autenticación de dos factores (2FA) siempre que esté disponible.
• Invierta en su seguridad: Comprar el mejor antivirus para Windows 11 es clave para su seguridad en línea. Un antivirus de alta calidad como Norton, McAfee o Bitdefender salvaguardará su PC de varias amenazas en línea, incluyendo malware, ransomware y spyware.
• Tenga cuidado con los intentos de phishing: Sea precavido cuando reciba comunicaciones sospechosas que le pidan información personal. Las empresas legítimas nunca le pedirán datos confidenciales por correo electrónico o mensaje de texto. Antes de hacer clic en cualquier enlace, asegúrese de la autenticidad del remitente.
• Manténgase informado: En nuestro blog cubrimos una amplia gama de temas de ciberseguridad. Y hay varias fuentes creíbles (en inglés) que ofrecen informes y recomendaciones sobre amenazas, como NIST, CISA, FBI, ENISA, Symantec, Verizon, Cisco, Crowdstrike y muchas más.

¡Manténgase seguro en Internet!