SHA-256

SHA-256 (Secure Hash Algorithm - 256 bits) es una función hash criptográfica perteneciente a la familia SHA-2, estandarizada por el NIST (Instituto Nacional de Estándares y Tecnología) de Estados Unidos.

Permite asociar cualquier dato binario (texto, archivo, mensaje) con una huella digital de tamaño fijo: 256 bits, generalmente representada por 64 caracteres hexadecimales.

Esta huella digital caracteriza los datos de forma determinista y con una probabilidad de colisión extremadamente baja.

El algoritmo SHA-256 funciona en varios pasos:

— Convertir la cadena a binario

— Añadir relleno

— Dividir el mensaje en bloques de 512 bits

— Aplicar una función de compresión a cada bloque

Estos mecanismos garantizan un potente efecto avalancha: un cambio mínimo en la entrada resulta en un cambio casi total en el hash.

SHA-256, como todas las funciones hash criptográficas, es irreversible: no existe un método de descifrado que permita la recuperación directa del mensaje original.

Los únicos enfoques posibles implican probar candidatos (ataques de diccionario o de fuerza bruta) y comparar su hash con el hash objetivo.

dCode utiliza bases de datos de palabras o contraseñas cuyos hashes ya se conocen.

Si el hash solicitado coincide con un valor precalculado, se puede recuperar la cadena original; de lo contrario, el descifrado fallará.

En presencia de salting (modificación de la cadena de entrada añadiendo un valor), este tipo de ataque se vuelve mucho más difícil, si no imposible.

Los bits/caracteres que componen un hash no son predecibles. También es una propiedad utilizada en el concepto de prueba de trabajo (PoW) utilizada por la cadena de bloques. El único método hasta la fecha es probar combinaciones por fuerza bruta, hasta encontrar un caso particular que funcione.

Un hash SHA256 se compone de 64 caracteres hexadecimales 0123456789abcdef (o 256 bits)

El contexto de uso (blockchain, Bitcoin, firmas digitales, integridad de archivos) es a menudo un factor determinante para identificar SHA-256.

La función de compresión se basa en operaciones lógicas no lineales en palabras de 32 bits, como:

$$ \operatorname{Ch}(E,F,G) = (E \wedge F) \oplus (\neg E \wedge G) $$

$$ \operatorname{Ma}(A,B,C) = (A \wedge B) \oplus (A \wedge C) \oplus (B \wedge C) $$

$$ \Sigma_0(A) = (A\!\ggg\!2) \oplus (A\!\ggg\!13) \oplus (A\!\ggg\!22) $$

$$ \Sigma_1(E) = (E\!\ggg\!6) \oplus (E\!\ggg\!11) \oplus (E\!\ggg\!25) $$

El algoritmo SHA-256 utiliza 64 constantes derivadas de las partes fraccionarias de las raíces cúbicas de números primos. Aquí está la lista:

0x428a2f98, 0x71374491, 0xb5c0fbcf, 0xe9b5dba5, 0x3956c25b, 0x59f111f1, 0x923f82a4, 0xab1c5ed5, 0xd807aa98, 0x12835b01, 0x243185be, 0x550c7dc3, 0x72be5d74, 0x80deb1fe, 0x9bdc06a7, 0xc19bf174, 0xe49b69c1, 0xefbe4786, 0x0fc19dc6, 0x240ca1cc, 0x2de92c6f, 0x4a7484aa, 0x5cb0a9dc, 0x76f988da, 0x983e5152, 0xa831c66d, 0xb00327c8, 0xbf597fc7, 0xc6e00bf3, 0xd5a79147, 0x06ca6351, 0x14292967, 0x27b70a85, 0x2e1b2138, 0x4d2c6dfc, 0x53380d13, 0x650a7354, 0x766a0abb, 0x81c2c92e, 0x92722c85, 0xa2bfe8a1, 0xa81a664b, 0xc24b8b70, 0xc76c51a3, 0xd192e819, 0xd6990624, 0xf40e3585, 0x106aa070, 0x19a4c116, 0x1e376c08, 0x2748774c, 0x34b0bcb5, 0x391c0cb3, 0x4ed8aa4a, 0x5b9cca4f, 0x682e6ff3, 0x748f82ee, 0x78a5636f, 0x84c87814, 0x8cc70208, 0x90befffa, 0xa4506ceb, 0xbef9a3f7, 0xc67178f2

SHA-256 no tiene un límite práctico para la longitud de la cadena de caracteres.

Potencialmente, más allá de 2,3 exabytes (2^64 bits), debería haber un límite criptográfico.

El límite real depende de la memoria disponible en el sistema que realiza el cálculo.

Una colisión ocurre cuando dos mensajes diferentes producen exactamente la misma huella hash con una función hash determinada.

Un hash SHA-256 tiene 2^256 valores posibles. Suponiendo que SHA-256 se comporta como una función aleatoria ideal, según la paradoja del cumpleaños, se necesitarían aproximadamente 4,0 × 10^38 mensajes distintos para tener una probabilidad de colisión del 50 % (lo cual supera con creces cualquier capacidad de cómputo actual).