¿Qué es un HASH Criptográfico? ¿Por qué hablamos de él cuando hablamos de firma certificada?

Un hash criptográfico es una función matemática que toma una entrada (un archivo, un documento, o cualquier conjunto de datos) y genera una cadena de longitud fija que representa ese contenido. Este proceso es irreversible, lo que significa que no se puede volver a reconstruir la entrada original a partir del valor de hash. Es una herramienta fundamental en la seguridad informática y la criptografía, utilizada para garantizar la integridad de los datos.

¿Cómo funciona el hash criptográfico?

El funcionamiento de un hash criptográfico sigue estos pasos básicos:

1. Entrada de datos: Cualquier tipo de información puede ser procesada por la función de hash: un texto, una imagen, un archivo, etc. No importa el tamaño de los datos originales.

2. Algoritmo de hash: Se aplica un algoritmo matemático específico a estos datos, que convierte la entrada en una cadena alfanumérica de longitud fija. Esta cadena es el hash o resumen del contenido.

3. Salida fija: La longitud de la salida es siempre la misma, sin importar el tamaño de los datos de entrada. Por ejemplo, con el algoritmo SHA-256, siempre se obtiene una cadena de 256 bits (64 caracteres en hexadecimal), independientemente de si el archivo original es de 1 KB o de 1 GB.

4. Unicidad de la salida: Aunque pequeñas variaciones en la entrada (como un solo carácter modificado en un documento) cambiarán drásticamente el hash resultante, es prácticamente imposible que dos entradas diferentes generen el mismo hash. Esto se llama la propiedad de colisión: idealmente, no deben existir dos conjuntos de datos que generen el mismo hash.

5. Verificación de la integridad: Si alguien modifica el contenido original de alguna manera (aunque sea mínimamente), el hash cambiará completamente. Esto permite verificar que un documento no ha sido alterado: si el hash del documento coincide con el original, el contenido no ha sido modificado.

Tipos de Hash Criptográficos

Existen varios tipos de algoritmos de hash criptográficos, cada uno con diferentes características y usos:

MD5 (Message Digest Algorithm 5):

- Longitud de salida: 128 bits.

- Usos: Antiguamente usado para verificar la integridad de archivos y datos.

- Estado actual: No recomendado para seguridad, ya que se han descubierto vulnerabilidades que permiten generar colisiones (diferentes entradas con el mismo hash).

SHA-1 (Secure Hash Algorithm 1)

- Longitud de salida: 160 bits.

- Usos: Anteriormente utilizado en certificaciones digitales y firmas electrónicas.

- Estado actual: **Obsoleto**, debido a que también se ha demostrado vulnerable a ataques de colisión.

SHA-256 (Secure Hash Algorithm 256 bits)

- Longitud de salida: 256 bits (64 caracteres en hexadecimal).

-Usos: Muy utilizado en criptomonedas (como Bitcoin), firmas digitales, certificados digitales, y aplicaciones que requieren alta seguridad.

- Estado actual Seguro y ampliamente utilizado.

SHA-512 (Secure Hash Algorithm 512 bits)

- Longitud de salida: 512 bits (128 caracteres en hexadecimal).

- Usos: Similar a SHA-256 pero con mayor longitud de salida. Se utiliza en aplicaciones que requieren mayor seguridad o manejo de grandes volúmenes de datos.

BLAKE2

- Longitud de salida: Variable, pero típicamente 256 bits.

- Usos: Ofrece una alternativa más rápida a los algoritmos SHA, con seguridad comparable. Es utilizado en varios proyectos de software y criptografía.

RIPEMD-160

- Longitud de salida: 160 bits.

- Usos: A veces usado en aplicaciones como Bitcoin, aunque ha sido eclipsado por SHA-256.

- Estado actual: Menos común, pero aún en uso en algunas aplicaciones.

Propiedades Clave de un Hash Criptográfico

1. Determinismo: La misma entrada siempre produce el mismo hash.

2. Salida de longitud fija: No importa el tamaño de la entrada; el hash siempre tiene la misma longitud.

3. Eficiencia: El cálculo del hash debe ser rápido, incluso para entradas de gran tamaño.

4. Resistencia a preimagen: Dado un hash, debe ser prácticamente imposible encontrar la entrada original que lo generó.

5. Resistencia a colisiones: Debe ser extremadamente difícil (idealmente imposible) encontrar dos entradas diferentes que generen el mismo hash.

6. Resistencia a segunda preimagen: Dado un mensaje y su hash, debe ser muy difícil encontrar otro mensaje diferente que produzca el mismo hash.

Uso de Hash Criptográficos en Firmas Electrónicas

En un proceso de firma electrónica dentro de una plataforma de un Prestador de Servicios de Certificación (PSC), el hash criptográfico cumple un papel esencial:

Integridad del Documento: Al generar un hash del documento antes de firmarlo, se asegura que cualquier modificación posterior alterará el hash, haciendo evidente que el documento fue cambiado.

Firma Digital: El hash es lo que realmente se firma con la clave privada del firmante. Dado que el hash es una representación única del documento, firmar el hash es equivalente a firmar el documento completo, pero de manera mucho más eficiente.

Verificación: Cualquier persona puede verificar el hash utilizando la clave pública del firmante. Si el hash coincide con el del documento actual, la firma es válida y el contenido no ha sido modificado.

Los algoritmos de hash criptográficos, como SHA-256 y SHA-512, son esenciales para asegurar la integridad y autenticidad de documentos en procesos de firma electrónica. Estos algoritmos generan una huella única e irreversible que permite detectar cualquier alteración en el contenido, garantizando la seguridad en entornos donde la protección de la información es crucial.