مولّد HMAC

ما هو HMAC؟

HMAC (رمز مصادقة الرسائل المبني على التجزئة) هو بناء تشفيري معرَّف في RFC 2104 يجمع دالة تجزئة مع مفتاح سري لإنتاج علامة مصادقة ذات حجم ثابت. على خلاف التجزئة العادية التي يستطيع أي شخص حسابها، لا يمكن توليد HMAC أو التحقق منه إلا من قِبَل الأطراف التي تشارك المفتاح السري. يُعدّ HMAC الآلية القياسية للتحقق من سلامة الرسالة وأصالتها في آنٍ واحد — أي التأكد من أن البيانات لم تُعدَّل وأنها صادرة من مُرسِل موثوق.

تعمل خوارزمية HMAC مع أي دالة تجزئة تكرارية: SHA-256 وSHA-384 وSHA-512، بل وحتى الدوال القديمة كـ SHA-1 وMD5. يُشار إلى البناء الناتج باسم دالة التجزئة الأساسية — HMAC-SHA256 وHMAC-SHA384 وHMAC-SHA512. نظراً لاعتماد إثبات أمان HMAC على مقاومة دالة التجزئة للتصادم وعلى خصائص شبه العشوائية، تُعدّ خوارزميات عائلة SHA-2 الخيار الموصى به للأنظمة الجديدة. وHMAC-SHA256 هو المتغير الأوسع انتشاراً، المستخدَم في AWS Signature V4 وStripe webhooks وأسرار GitHub webhook وتوقيع طلبات Slack وJSON Web Tokens (HS256).

يوفر تصميم HMAC خاصية أساسية تفتقر إليها التجزئة العادية: المقاومة لهجمات تمديد الطول. مع SHA-256 وحدها، يستطيع مهاجم يعلم H(message) حساب H(message || attacker_data) دون معرفة الرسالة الأصلية. يحول بناء HMAC المزدوج للتجزئة (تجزئة داخلية وتجزئة خارجية بمفاتيح مبطَّنة مختلفة) دون هذا الهجوم كلياً. ولهذا السبب تستخدم مخططات توقيع الواجهات البرمجية HMAC بدلاً من إلحاق مفتاح سري بالرسالة وتجزئة الناتج.

لماذا تستخدم مولّد HMAC هذا؟

يستلزم إنشاء توقيعات HMAC عادةً كتابة كود أو استخدام أدوات سطر الأوامر. يتيح لك مولّد HMAC المبني على المتصفح إنشاء توقيعات HMAC-SHA256 وHMAC-SHA384 وHMAC-SHA512 فوراً دون تثبيت أي برنامج أو التبديل إلى طرفية.

حالات استخدام مولّد HMAC

HMAC مقابل التجزئة العادية مقابل التشفير

يخدم كل من HMAC والتجزئة العادية والتشفير أغراضاً مختلفة. يوفر HMAC مصادقة الرسائل — إثبات أن الرسالة أنشأها شخص يملك المفتاح السري ولم تُعدَّل. التجزئة العادية توفر السلامة دون المصادقة. التشفير يوفر السرية. يوضح الجدول أدناه الفروق بين الثلاثة.

مقارنة خوارزميات HMAC

يمكن لـ HMAC استخدام أي دالة تجزئة، غير أن اختيار الخوارزمية الأساسية يحدد حجم المخرج ومستوى الأمان وتوافق المتصفح. HMAC-SHA256 هو الخيار الأشيع للأنظمة الجديدة. يقارن الجدول أدناه المتغيرات التي من المرجح مصادفتها.

كيف يعمل HMAC داخلياً

يُطبّق HMAC دالة التجزئة الأساسية مرتين باستخدام مفتاحَي بادّة مشتقَّين مختلفين. البناء معرَّف في RFC 2104 ومُثبَت كونه دالة شبه عشوائية (PRF) في ظل الافتراضات التشفيرية القياسية. يُبطَّن المفتاح أولاً أو يُجزَّأ ليتطابق مع حجم كتلة دالة التجزئة (64 بايت لـ SHA-256، و128 بايت لـ SHA-512).

تُجري الخوارزمية عملية XOR بين المفتاح المبطَّن وثابت البادة الداخلية (ipad، 0x36 مكررة)، تُسلسِله مع الرسالة، وتُجزِّئ الناتج. ثم تُجري XOR بين المفتاح المبطَّن وثابت البادة الخارجية (opad، 0x5C مكررة)، تُسلسِله مع مخرج التجزئة الداخلية، وتُجزِّئ مرة ثانية. هذا البناء المزدوج للتجزئة هو ما يمنع هجمات تمديد الطول ويضمن عدم إمكانية حساب مخرج HMAC دون معرفة المفتاح السري.

أمثلة كود HMAC

يتوفر دعم HMAC بشكل أصلي في كل لغة وبيئة تشغيل رئيسية. توفر Web Crypto API خوارزميات HMAC-SHA256 وHMAC-SHA384 وHMAC-SHA512 في المتصفحات دون الحاجة إلى أي مكتبة. تعرض الأمثلة أدناه أنماط استخدام من الواقع تشمل التحقق من webhook والمقارنة في وقت ثابت.

async function hmacSHA256(message, secret) {
  const enc = new TextEncoder()
  const key = await crypto.subtle.importKey(
    'raw', enc.encode(secret),
    { name: 'HMAC', hash: 'SHA-256' },
    false, ['sign']
  )
  const sig = await crypto.subtle.sign('HMAC', key, enc.encode(message))
  return Array.from(new Uint8Array(sig))
    .map(b => b.toString(16).padStart(2, '0')).join('')
}

await hmacSHA256('hello world', 'my-secret-key')
// → "90eb182d8396f16d4341d582047f45c0a97d73388c5377d9ced478a2212295ad"

// Node.js (built-in crypto module)
const crypto = require('crypto')
crypto.createHmac('sha256', 'my-secret-key')
  .update('hello world').digest('hex')
// → "90eb182d8396f16d4341d582047f45c0a97d73388c5377d9ced478a2212295ad"

import hmac
import hashlib

# HMAC-SHA256
sig = hmac.new(
    b'my-secret-key',
    b'hello world',
    hashlib.sha256
).hexdigest()
print(sig)
# → "90eb182d8396f16d4341d582047f45c0a97d73388c5377d9ced478a2212295ad"

# Verify a webhook signature (constant-time comparison)
expected = "90eb182d8396f16d4341d582047f45c0a97d73388c5377d9ced478a2212295ad"
received = hmac.new(b'my-secret-key', b'hello world', hashlib.sha256).hexdigest()
if hmac.compare_digest(expected, received):
    print("Signature valid")

# HMAC-SHA512
hmac.new(b'key', b'data', hashlib.sha512).hexdigest()

package main

import (
    "crypto/hmac"
    "crypto/sha256"
    "fmt"
)

func main() {
    mac := hmac.New(sha256.New, []byte("my-secret-key"))
    mac.Write([]byte("hello world"))
    sig := mac.Sum(nil)
    fmt.Printf("%x\n", sig)
    // → 90eb182d8396f16d4341d582047f45c0a97d73388c5377d9ced478a2212295ad

    // Verify: use hmac.Equal for constant-time comparison
    expected := mac.Sum(nil)
    fmt.Println(hmac.Equal(sig, expected)) // true
}

# HMAC-SHA256
echo -n "hello world" | openssl dgst -sha256 -hmac "my-secret-key"
# → SHA2-256(stdin)= 90eb182d8396f16d4341d582047f45c0a97d73388c5377d9ced478a2212295ad

# HMAC-SHA512
echo -n "hello world" | openssl dgst -sha512 -hmac "my-secret-key"

# Verify a file signature
openssl dgst -sha256 -hmac "my-secret-key" release.tar.gz

# HMAC with hex key (e.g. from a webhook secret)
echo -n "payload" | openssl dgst -sha256 -hmac "$(echo -n '736563726574' | xxd -r -p)"

الأسئلة الشائعة