हैशिंग क्या है?

हैशिंग एक इनपुट को, जिसे अक्सर संदेश या डेटा का टुकड़ा कहा जाता है, एक निश्चित आकार के आउटपुट में बदल देता है जिसे हैश वैल्यू या संदेश डाइजेस्ट के रूप में जाना जाता है। यह सुनिश्चित करने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण है डेटा अखंडता, पासवर्ड की सुरक्षा, और दस्तावेज़ की प्रामाणिकता की पुष्टि करना।

सरल शब्दों में हैशिंग क्या है?

हैशिंग एक ऐसी प्रक्रिया है जो किसी भी आकार या प्रकार का डेटा लेती है, इसे हैश फ़ंक्शन नामक गणितीय फ़ंक्शन में फीड करती है, और एक निश्चित आकार का आउटपुट तैयार करती है। इनपुट में एक छोटा सा बदलाव, जैसे कि एक अक्षर बदलना, आउटपुट को काफी हद तक बदल देता है।

अच्छी तरह से डिज़ाइन किए गए हैश फ़ंक्शन मूल डेटा को हैश मान से रिवर्स-इंजीनियर करने के प्रयासों का भी विरोध करते हैं। यह एकतरफा गुण हैशिंग को कई अन्य तकनीकों से अलग करता है आँकड़ा प्रबंधन और सुरक्षा।

हैशिंग के प्रकार

नीचे कई प्रकार की हैशिंग तकनीकें दी गई हैं जो आधुनिक कंप्यूटिंग और सुरक्षा संदर्भों में अक्सर दिखाई देती हैं।

क्रिप्टोग्राफ़िक हैशिंग

क्रिप्टोग्राफ़िक हैशिंग विशेषज्ञता पर निर्भर करता है एल्गोरिदम, जैसे SHA (सिक्योर हैश एल्गोरिथम) परिवार या संदेश-पाचन एल्गोरिथ्म 5 (MD5)हैशिंग एल्गोरिदम चुनते समय, डेवलपर्स और सुरक्षा पेशेवर अक्सर टकराव प्रतिरोध और रिवर्स इंजीनियरिंग के प्रतिरोध को प्राथमिकता देते हैं। सामान्य गुणों में शामिल हैं:

• पूर्वछवि प्रतिरोध. हमलावर हैश मान से मूल डेटा का पता नहीं लगा सकते।
• टक्कर प्रतिरोध. हमलावर दो अलग-अलग इनपुट नहीं ढूंढ सकते जो समान हैश उत्पन्न करते हों।
• हिमस्खलन प्रभाव. छोटे इनपुट परिवर्तन से आउटपुट में नाटकीय अंतर उत्पन्न हो जाता है।

SHA-256, SHA-2 परिवार का एक सदस्य है, जो 256-बिट हैश डाइजेस्ट, जो इसे पासवर्ड सुरक्षा से लेकर अन्य कार्यों के लिए लोकप्रिय बनाता है। पट्टिका अखंडता जाँच.

चेकसम-आधारित हैशिंग

checksum-आधारित विधियाँ, जैसे कि चक्रीय अतिरेक जाँच (CRC), आकस्मिक भ्रष्टाचार का पता लगाने पर ध्यान केंद्रित करती हैं। CRC नेटवर्क प्रोटोकॉल और फ़ाइल सत्यापन प्रक्रियाओं में अक्सर दिखाई देता है। उपयोगकर्ता यह सुनिश्चित करने के लिए फ़ाइल के चेकसम की जाँच करते हैं कि ट्रांसमिशन के दौरान उसमें कोई यादृच्छिक त्रुटियाँ तो नहीं आई हैं। हालाँकि चेकसम आकस्मिक त्रुटियों को प्रभावी ढंग से संभालते हैं, लेकिन वे क्रिप्टोग्राफ़िक हैश की तुलना में कमज़ोर टकराव प्रतिरोध प्रदान करते हैं और जानबूझकर छेड़छाड़ के विरुद्ध न्यूनतम सुरक्षा प्रदान करते हैं।

रोलिंग हैश

रोलिंग हैश एल्गोरिदम, जैसे कि राबिन-कार्प, हैश मानों को कुशल अपडेट प्रदान करते हैं जब अंतर्निहित डेटा के केवल छोटे खंड बदलते हैं। यह लाभ रोलिंग हैश को स्ट्रिंग-सर्च एल्गोरिदम, डिफ टूल और डेटा पर स्लाइडिंग विंडो से जुड़े किसी भी संदर्भ में उपयोगी बनाता है। जब कोई एकल वर्ण या ब्लॉक शिफ्ट होता है, तो रोलिंग हैश एल्गोरिदम नए हैश को स्क्रैच से फिर से गणना करने के बजाय जल्दी से पुनर्गणना करता है।

डेटा संरचनाओं के लिए हैशिंग

डेटा संरचनाएँ अक्सर तेज़ प्रविष्टि, लुकअप और विलोपन की अनुमति देने के लिए हैशिंग का उपयोग करती हैं। हैश टेबल या एसोसिएटिव एरे एक कुंजी (जैसे एक स्ट्रिंग) को एक सरणी में एक इंडेक्स में परिवर्तित करते हैं, जहाँ वास्तविक डेटा रहता है। ये डेटा संरचनाएँ अलग-अलग चेनिंग (लिंक्ड सूची में टकराए गए तत्वों को संग्रहीत करना) या ओपन एड्रेसिंग (वैकल्पिक सरणी इंडेक्स की खोज करना) जैसी विधियों के माध्यम से टकरावों को संभालने पर निर्भर करती हैं। प्रोग्रामिंग की भाषाएँ पसंद जावा, अजगर, तथा सी + + इसमें हैश-आधारित कंटेनर शामिल हैं, जो डेवलपर्स को कुशल एल्गोरिदम लागू करने में सक्षम बनाते हैं।

हैशिंग उदाहरण

स्ट्रिंग "हैलो" पर विचार करें। एक सामान्य क्रिप्टोग्राफ़िक हैश फ़ंक्शन, जैसे कि SHA-256, "हैलो" को प्रोसेस करेगा और एक निश्चित लंबाई वाला हेक्साडेसिमल डाइजेस्ट देगा। "हैलो" के लिए SHA-256 डाइजेस्ट का एक व्यापक रूप से उद्धृत उदाहरण इस प्रकार दिखाई देता है:

• 185F8DB32271FE25F561A6FC938B2E264306EC304EDA518007D1764826381969

यदि इनपुट “hello” (छोटे अक्षर “h”) में बदल जाता है, तो परिणामी SHA-256 डाइजेस्ट पूरी तरह से बदल जाता है। छोटे-छोटे बदलावों के प्रति यह संवेदनशीलता इस बात पर प्रकाश डालती है कि हैशिंग इनपुट डेटा में किसी भी बदलाव का पता लगाने में क्यों मदद करता है।

हैशिंग कैसे काम करता है?

हैश फ़ंक्शन इनपुट को एक निश्चित आकार के हैश डाइजेस्ट में बदलने के लिए एक संरचित प्रक्रिया का पालन करते हैं। हालाँकि आंतरिक रूप से विशिष्ट एल्गोरिदम अलग-अलग होते हैं, लेकिन सामान्य चरणों में ये शामिल हैं:

1. डेटा पार्सिंग

अधिकांश हैशिंग एल्गोरिदम इनपुट डेटा को निश्चित आकार के ब्लॉकों में विभाजित करके शुरू होते हैं। उदाहरण के लिए, SHA-256 512-बिट (64-बिट) का उपयोग करता है।बाइट) ब्लॉक, जबकि SHA-512 1024-बिट (128-बाइट) ब्लॉक का उपयोग करता है। बड़े इनपुट को कई पुनरावृत्तियों में आसानी से संसाधित किया जाता है। जब इनपुट ब्लॉक की पूरी संख्या में पूरी तरह से फिट नहीं होता है, तो हैश फ़ंक्शन इनपुट को एक सटीक ब्लॉक सीमा तक विस्तारित करने के लिए पैडिंग लागू करते हैं। सामान्य पैडिंग दृष्टिकोण, जैसे कि मर्कल-डैमगार्ड निर्माण में पाए जाते हैं, जोड़ते हैं:

• एक एकल '1' बिट.
• वांछित लंबाई तक पहुंचने के लिए पर्याप्त '0' बिट्स।
• एक लंबाई फ़ील्ड जो मूल संदेश के आकार को बिट्स में एनकोड करता है।

यह पैडिंग सुनिश्चित करती है कि एल्गोरिथ्म सभी डेटा को समान रूप से संभालता है और अंतिम ब्लॉक में टक्कर प्रतिरोध के लिए आवश्यक लंबाई की जानकारी शामिल होती है।

2. प्रारंभिक स्थिति सेटअप

हैश फ़ंक्शन आंतरिक स्टेट वैरिएबल के एक सेट का उपयोग करते हैं, जिन्हें कभी-कभी चेनिंग वैरिएबल या रजिस्टर कहा जाता है। एल्गोरिदम डिज़ाइनर इन आरंभिक स्टेट वैल्यू को स्थिरांक के रूप में परिभाषित करते हैं, जिससे फ़ंक्शन की नियतात्मक प्रकृति सुनिश्चित होती है। एक प्रसिद्ध उदाहरण SHA-256 है, जो आठ 32-बिट शब्दों को आरंभ करता है। ये शब्द अभाज्य संख्याओं (2, 3, 5, 7, आदि) के वर्गमूलों के विशिष्ट भिन्नात्मक भागों से निकलते हैं, जिन्हें उनके वितरण गुणों के लिए चुना जाता है और किसी भी छिपी हुई कमज़ोरी के जोखिम को कम करने के लिए चुना जाता है।

हर बार जब हैशिंग प्रक्रिया शुरू होती है, तो स्थिति इन प्रारंभिक स्थिरांकों पर वापस आ जाती है। फिर फ़ंक्शन प्रत्येक पुनरावृत्ति में स्थिति को अपडेट करता है, यह सुनिश्चित करते हुए कि यह "याद रखता है" कि पिछले ब्लॉक ने हैश मान को कैसे प्रभावित किया है। मानकीकृत प्रारंभिक स्थिति के बिना, एक ही एल्गोरिथ्म के विभिन्न कार्यान्वयन असंगत परिणाम उत्पन्न करेंगे।

3. संपीड़न फ़ंक्शन

संपीड़न फ़ंक्शन हैश एल्गोरिथ्म के केंद्र में है। यह प्रत्येक डेटा ब्लॉक को वर्तमान आंतरिक स्थिति के साथ संसाधित करता है ताकि एक नई आंतरिक स्थिति उत्पन्न हो सके। क्रिप्टोग्राफ़िक हैश फ़ंक्शन संचालन के संयोजनों पर निर्भर करते हैं, जिनमें शामिल हैं:

• बिटवाइज़ ऑपरेशन (AND, OR, XOR). ये ऑपरेशन बिट स्तर पर काम करते हैं और प्रसार पैदा करते हैं। ब्लॉक के बिट्स में छोटे-छोटे बदलाव आउटपुट में बड़े बदलाव लाते हैं।
• मॉड्यूलर परिवर्धन. कई एल्गोरिदम राउंड-विशिष्ट स्थिरांक जोड़ते हैं और डेटा को 2^32 (या 2^64, वैरिएंट के आधार पर) के मॉड्यूलो पर ब्लॉक करते हैं। मॉड्यूलर अंकगणित डेटा को और भी अधिक अव्यवस्थित कर देता है और पूर्वानुमानित पैटर्न को कम कर देता है।
• घूर्णन या बदलाव. सर्कुलर रोटेट (आरओटीआर, आरओटीएल) और दाएं/बाएं शिफ्ट ऑपरेशन बिट्स को मिलाते हैं और हिमस्खलन प्रभाव को बढ़ाते हैं, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि इनपुट में एक-बिट भिन्नता आउटपुट में कई बिट्स के माध्यम से प्रसारित होती है।
• गोल स्थिरांक. प्रत्येक पुनरावृत्ति में अक्सर अद्वितीय स्थिरांक शामिल होते हैं, जो पैटर्न को दोहराने के जोखिम को कम करते हैं जिसका हमलावर फायदा उठा सकते हैं।

डेवलपर्स इन ऑपरेशनों को कम्प्रेशन फ़ंक्शन के भीतर कई राउंड में व्यवस्थित करते हैं। उदाहरण के लिए, SHA-256, प्रति 64-बिट ब्लॉक में 512 राउंड का उपयोग करता है, जिनमें से प्रत्येक में जोड़, रोटेशन और तार्किक फ़ंक्शन (जैसे Ch, Maj, Σ, और σ) का मिश्रण शामिल होता है। प्रत्येक राउंड पिछले राउंड के आउटपुट को इनपुट के रूप में लेता है, जिससे इनपुट संदेश में कोई भी छोटा बदलाव अगले राउंड के दौरान हैश स्टेट में फैल जाता है।

4. अंतिम रूप देना

अंतिम चरण अंतिम अद्यतन आंतरिक स्थिति लेता है और अंतिम हैश डाइजेस्ट तैयार करता है। मर्कल-डैमगार्ड-आधारित डिज़ाइन (जैसे MD5, SHA-1, और SHA-2) अक्सर पुनरावृत्तीय पर निर्भर करते हैं दबाव संरचना और अंतिम ब्लॉक में लंबाई की जानकारी जोड़ना। स्पंज-आधारित डिज़ाइन (SHA-3 की तरह) "अवशोषण" और "निचोड़ना" नामक एक अलग प्रक्रिया का उपयोग करते हैं, लेकिन वे एक समान अंतिम लक्ष्य प्राप्त करते हैं: एक निश्चित आकार का आउटपुट जो इनपुट के हर बिट को दर्शाता है।

कई हैश एल्गोरिदम परिणाम को सुविधाजनक प्रारूप में आउटपुट करते हैं जैसे कि हेक्साडेसिमल स्ट्रिंग (उदाहरण के लिए, 64-बिट हैश के लिए 256 हेक्साडेसिमल वर्ण)। एल्गोरिदम के आधार पर, डाइजेस्ट बेस64, रॉ बाइनरी या किसी अन्य एन्कोडिंग में भी दिखाई दे सकता है। सुरक्षा-केंद्रित डिज़ाइन यह सुनिश्चित करते हैं कि अंतिम डाइजेस्ट का उपयोग मूल डेटा को पुनर्प्राप्त करने के लिए नहीं किया जा सकता है, जो हैशिंग को एक-तरफ़ा फ़ंक्शन बनाता है बजाय एक-तरफ़ा फ़ंक्शन के। एन्क्रिप्शन तंत्र।

हमें हैशिंग की आवश्यकता क्यों है?

हैशिंग कई महत्वपूर्ण सुरक्षा और डेटा-प्रबंधन कार्यों को सक्षम बनाता है। नीचे इसके महत्व के प्रमुख कारण दिए गए हैं।

डेटा अखंडता

उपयोगकर्ता और सिस्टम किसी ज्ञात हैश मान की तुलना संबंधित डेटा के हैश मान से करके डेटा की अखंडता को सत्यापित करते हैं। हैश मानों में अंतर यह संकेत देता है कि डेटा में गलती से या दुर्भावनापूर्ण इरादे से बदलाव हुआ है।

पासवर्ड सुरक्षा

वेबसाइटें और अनुप्रयोगों उपयोगकर्ता पासवर्ड को प्लेनटेक्स्ट के बजाय हैश के रूप में संग्रहीत करें। जब कोई उपयोगकर्ता लॉग इन करता है, तो सिस्टम प्रदान किए गए पासवर्ड को हैश करता है और संग्रहीत हैश के विरुद्ध इसकी जाँच करता है। यदि वे मेल खाते हैं, तो उपयोगकर्ता को पहुँच मिलती है। हैश किए गए पासवर्ड चुराने वाले हमलावरों को प्लेनटेक्स्ट पासवर्ड सूची के मुकाबले बहुत कठिन कार्य का सामना करना पड़ता है।

फ़ाइल सत्यापन

कई डाउनलोड में संदर्भ हैश शामिल होता है। डाउनलोड करने के बाद, उपयोगकर्ता फ़ाइल का हैश जनरेट करते हैं और दिए गए संदर्भ से इसकी तुलना करते हैं। यदि दोनों मेल खाते हैं, तो फ़ाइल संभवतः बिना छेड़छाड़ या त्रुटि के सुरक्षित रूप से पहुँची है। भ्रष्टाचार.

डिजीटल हस्ताक्षर

डिजिटल हस्ताक्षर बड़े दस्तावेज़ों का डाइजेस्ट बनाने के लिए हैशिंग पर निर्भर करता है। हस्ताक्षरकर्ता हैश पर हस्ताक्षर करने के लिए एक निजी कुंजी का उपयोग करता है, जिससे एक हस्ताक्षर बनता है जिसे प्राप्तकर्ता सार्वजनिक कुंजी के साथ सत्यापित कर सकते हैं। प्राप्तकर्ता तब दस्तावेज़ को स्वयं हैश करते हैं ताकि यह पुष्टि हो सके कि यह हस्ताक्षरित हैश से मेल खाता है।

डिडुप्लीकेशन

भंडारण प्रणालियां पहचानती हैं डुप्लिकेट फ़ाइलें हैश मानों की जांच करके। यदि दो फ़ाइलें एक ही हैश उत्पन्न करती हैं, तो उन्हें संभावित डुप्लिकेट के रूप में माना जाता है, जिससे बड़ी फ़ाइलों के दोहराए जाने पर महत्वपूर्ण संग्रहण स्थान की बचत होती है।

हैश कैसे बनाएं?

हैश बनाने में उपयुक्त एल्गोरिदम का चयन करना, उसे डेटा पर लागू करना और जेनरेट किए गए डाइजेस्ट को पढ़ना शामिल है। नीचे सामान्य प्रक्रिया दी गई है:

1. हैश एल्गोरिथम चुनें

एल्गोरिदम चुनने से पहले अपनी सुरक्षा और प्रदर्शन संबंधी ज़रूरतों को तय करें। मज़बूत सुरक्षा के लिए, SHA-256 या SHA-3 जैसे एल्गोरिदम मज़बूत टकराव प्रतिरोध प्रदान करते हैं। सरल त्रुटि-जांच उद्देश्यों के लिए, CRC-32 जैसे एल्गोरिदम अक्सर पर्याप्त होते हैं।

2. हैशिंग टूल या लाइब्रेरी का उपयोग करें

बहुत से ऑपरेटिंग सिस्टम हैशिंग के लिए अंतर्निहित कमांड या उपयोगिताएँ शामिल करें। उदाहरण के लिए, Linux या macOS उपयोगकर्ता टाइप कर सकते हैं:

• shasum -a 256 example.txt

विंडोज़ उपयोगकर्ता अक्सर certutil पर भरोसा करते हैं:

• certutil -hashfile example.txt SHA256

प्रोग्रामिंग भाषाएं हैशिंग के लिए लाइब्रेरी भी प्रदान करती हैं। पायथन का हैशलिब मॉड्यूल या जावा का मैसेजडाइजेस्ट क्लास अनुप्रयोगों के भीतर हैश उत्पन्न करने के लिए प्रोग्रामेटिक फ़ंक्शन प्रदान करता है।

3. परिणाम कैप्चर करें

टूल या लाइब्रेरी डाइजेस्ट आउटपुट करती है, आमतौर पर हेक्साडेसिमल स्ट्रिंग के रूप में। इस स्ट्रिंग की लंबाई एल्गोरिदम पर निर्भर करती है: SHA-256 64 हेक्साडेसिमल कैरेक्टर बनाता है, SHA-1 40 बनाता है, और इसी तरह आगे भी।

हैशिंग क्यों महत्वपूर्ण है?

हैशिंग का आधार data security और अनगिनत प्रणालियों में दक्षता। हैशिंग के लाभ इस प्रकार हैं:

• छेड़छाड़ के विरुद्ध सुरक्षा। हैश मान उपयोगकर्ताओं को यह पता लगाने में मदद करते हैं कि किसी ने डेटा का कोई हिस्सा बदला है या नहीं। हैश की पुनः गणना करके और उसे किसी ज्ञात, विश्वसनीय मान से तुलना करके, कोई भी पुष्टि कर सकता है कि डेटा बरकरार है।
• कुशल सत्यापन. हैश के साथ अखंडता को सत्यापित करना पूरी फ़ाइलों को पढ़ने और तुलना करने की तुलना में बहुत तेज़ है। जिन सिस्टम को बड़े डेटासेट की तुलना या सत्यापन करना होता है, उन्हें हैश मानों की जाँच करने से काफी लाभ होता है।
• वितरित प्रणालियों पर भरोसा रखें. वितरित वातावरण जैसे पीयर-टू-पीयर नेटवर्क और ब्लॉकचेन प्लेटफ़ॉर्म फ़ाइलों, लेन-देन या डेटा ब्लॉक को मान्य करने के लिए हैश मानों पर निर्भर करते हैं। प्रत्येक भागीदार हैश की गणना और तुलना करके शुद्धता की पुष्टि करता है, जिससे भ्रष्ट डेटा स्वीकार करने का जोखिम कम हो जाता है।
• संवेदनशील क्रेडेंशियल्स की सुरक्षा। पासवर्ड को प्लेनटेक्स्ट के बजाय हैश के रूप में संग्रहीत करने से उपयोगकर्ता के क्रेडेंशियल की त्वरित चोरी को रोका जा सकता है। डेटाबेस मूल पासवर्ड के बजाय हैश देखें। सिस्टम डेवलपर्स अक्सर सॉल्ट (पासवर्ड में जोड़े गए यादृच्छिक स्ट्रिंग) जोड़ते हैं ताकि आगे प्रतिरोध किया जा सके पाशविक बल के हमले.

हैशिंग बनाम एन्क्रिप्शन

हैशिंग इनपुट से एक निश्चित आकार का डाइजेस्ट तैयार करता है जिसे गुप्त कुंजी का उपयोग करके उलटा नहीं किया जा सकता। एन्क्रिप्शन डेटा को अपठनीय रूप में बदल देता है, लेकिन अधिकृत प्राप्तकर्ता उस प्रक्रिया को उलटने और मूल प्लेनटेक्स्ट को पुनः प्राप्त करने के लिए कुंजी का उपयोग कर सकते हैं।

हैशिंग का उद्देश्य डेटा की अखंडता और प्रामाणिकता को सत्यापित करना है, जबकि एन्क्रिप्शन गोपनीयता और पठनीय डेटा तक नियंत्रित पहुंच सुनिश्चित करता है।

हैशिंग FAQ

हैशिंग के बारे में अक्सर पूछे जाने वाले कुछ प्रश्न नीचे दिए गए हैं।

हैश मान कैसे ज्ञात करें?

उपयोगकर्ता आमतौर पर एक एल्गोरिथ्म चुनते हैं और एल्गोरिथ्म में डेटा फीड करने के लिए हैशिंग टूल या लाइब्रेरी का उपयोग करते हैं। लिनक्स या मैकओएस पर, shasum -a 256 कमांड SHA-256 हैश उत्पन्न करने का एक सरल तरीका प्रदान करता है।

विंडोज पर, certutil -hashfile example.txt SHA256 एक समान कार्य करता है। प्रोग्रामिंग भाषाओं में पायथन की हैशलिब जैसी लाइब्रेरी शामिल हैं, जो डेवलपर्स को कोड में हैश मान की गणना करने देती हैं।

क्या आप हैश को उलट सकते हैं?

क्रिप्टोग्राफ़िक हैश को उलटने के लिए कोई व्यवहार्य विधि मौजूद नहीं है। हैश फ़ंक्शन मूल डेटा को पुनर्प्राप्त करने के लिए किसी भी अंतर्निहित तंत्र को छोड़ देते हैं। हमलावरों को इनपुट का अनुमान लगाना या बलपूर्वक उपयोग करना चाहिए और आउटपुट को लक्षित हैश से तुलना करना चाहिए, जो बड़े या जटिल इनपुट के लिए बेहद मुश्किल हो जाता है।

इसके विपरीत, एन्क्रिप्शन कुंजी के साथ उलटफेर की अनुमति देता है, जिससे हैशिंग और एन्क्रिप्शन मौलिक रूप से अलग-अलग प्रक्रियाएं बन जाती हैं।