مولّد تجزئة SHA-1

ما هي تجزئة SHA-1؟

SHA-1 (خوارزمية التجزئة الآمنة 1) دالة تجزئة تشفيرية تُنتج ملخصاً ثابتاً بحجم 160 بت (20 بايت) من أي مدخل. نشرتها NSA وأقرّتها NIST عام 1995 ضمن معيار FIPS PUB 180-1 ووُثِّقت لاحقاً في RFC 3174. صُمِّمت SHA-1 خلفاً أقوى لـ SHA-0 وMD5. تعالج الخوارزمية المدخلات في كتل بحجم 512 بت عبر 80 جولة من العمليات الثنائية، مُنتِجةً بصمة سداسية عشرية من 40 حرفاً شكّلت العمود الفقري لـ SSL/TLS وPGP وSSH وIPsec لأكثر من عقد.

كسائر دوال التجزئة التشفيرية، تُعدّ SHA-1 تحويلاً أحادي الاتجاه: حساب التجزئة من المدخل سريع، لكن استعادة المدخل من التجزئة وحدها أمرٌ مستحيل حسابياً. يُنتج تغيير بتّ واحد في المدخل ملخصاً مختلفاً كلياً بحجم 160 بت — وهي خاصية تُعرف بـ "تأثير الانهيار". تُربط مساحة مدخلات كبيرة بشكل تعسفي بمخرج ثابت 160 بت، مما يعني وجود تصادمات (مدخلان مختلفان بنفس التجزئة) رياضياً. ويدّعي مصمّمو دوال التجزئة أن إيجاد هذه التصادمات يستلزم ما يقارب 2^80 عملية — أي نصف طول البت في المخرج.

في عام 2017، نشر كل من Google وCWI Amsterdam هجوم SHAttered، إذ أثبتا إمكانية إحداث أول تصادم عملي في SHA-1 بإنتاج ملفَّي PDF مختلفَين بنفس الملخص. استغرق الهجوم نحو 2^63.1 عملية حسابية لـ SHA-1 — أقل بكثير من الحدّ النظري 2^80. وفي عام 2020، خفّض Gaetan Leurent وThomas Peyrin التكلفة أكثر بهجوم تصادم ذي بادئة مختارة يتطلب نحو 2^63.4 عملية. نتيجةً لذلك، أعلنت جميع المتصفحات الكبرى وجهات إصدار الشهادات والهيئات المعيارية إيقاف SHA-1 للتوقيعات الرقمية وشهادات TLS. غير أن SHA-1 لا يزال مستخدماً في أغراض غير أمنية: معرّفات كائنات Git (رغم انتقال Git تدريجياً إلى SHA-256)، وبنى HMAC القديمة، وفحص سلامة الملفات حيث لا يُشترط تحمّل التصادمات الإجبارية.

لماذا تستخدم مولّد SHA-1 هذا؟

أنشئ تجزئات SHA-1 فوراً دون تثبيت أي شيء أو كتابة كود. الصق نصّك واحصل على الملخص السداسي العشري المكوّن من 40 حرفاً في الوقت الفعلي — مفيد للتحقق من المجاميع الاختبارية القديمة، أو تصحيح أخطاء الداخليات في Git، أو اختبار سير العمل المبني على التجزئة.

حالات استخدام SHA-1

SHA-1 مقارنةً بخوارزميات التجزئة الأخرى

تُنتج SHA-1 ملخصاً بحجم 160 بت — أطول من MD5 (128 بت) لكنه أقصر بكثير من خوارزميات عائلة SHA-2. يقارن الجدول أدناه أحجام الملخصات والمعايير وحالات الاستخدام المناسبة لكل خوارزمية.

كيف تعمل SHA-1؟

تتبع SHA-1 بناء Merkle-Damgård: يُضاف حشو إلى الرسالة، ثم تُقسَّم إلى كتل 512 بت، وتُعالَج كل كتلة عبر 80 جولة من العمليات الثنائية التي تمزج المدخل مع جدول رسائل مشتق من الكتلة. تحمل خمس كلمات حالة بحجم 32 بت (H0 إلى H4) حالة التجزئة الجارية، ويُنتج تسلسلها النهائي الملخص البالغ 160 بت.

الفارق الجوهري بين SHA-1 وMD5 هو عدد كلمات الحالة (5 مقابل 4)، وعدد الجولات لكل كتلة (80 مقابل 64)، واستخدام جدول رسائل مع تغذية راجعة بالتدوير الأيسر. تمنح هذه الفوارق SHA-1 مخرجاً أكبر (160 مقابل 128 بت) وهامشاً أمنياً أوسع في الأصل، رغم أن الخوارزميتين تُعدّان الآن مكسورتَين من حيث تحمّل التصادمات.

أمثلة كودية

كيفية توليد تجزئات SHA-1 في لغات وبيئات شائعة. على عكس MD5، تتوفر SHA-1 في Web Crypto API للمتصفح، مما يجعلها قابلة للاستخدام دون مكتبات خارجية في بيئتَي المتصفح وNode.js.

// SHA-1 is available in the Web Crypto API
async function sha1(text) {
  const data = new TextEncoder().encode(text)
  const hashBuffer = await crypto.subtle.digest('SHA-1', data)
  const hashArray = Array.from(new Uint8Array(hashBuffer))
  return hashArray.map(b => b.toString(16).padStart(2, '0')).join('')
}

await sha1('hello world')
// → "2aae6c35c94fcfb415dbe95f408b9ce91ee846ed"

// Node.js (built-in crypto module)
const crypto = require('crypto')
crypto.createHash('sha1').update('hello world').digest('hex')
// → "2aae6c35c94fcfb415dbe95f408b9ce91ee846ed"

import hashlib

# Basic SHA-1 hash
result = hashlib.sha1(b'hello world').hexdigest()
print(result)  # → "2aae6c35c94fcfb415dbe95f408b9ce91ee846ed"

# Hash a string (encode to bytes first)
text = 'hello world'
hashlib.sha1(text.encode('utf-8')).hexdigest()
# → "2aae6c35c94fcfb415dbe95f408b9ce91ee846ed"

# Hash a file in chunks
with open('file.bin', 'rb') as f:
    sha1 = hashlib.sha1()
    for chunk in iter(lambda: f.read(8192), b''):
        sha1.update(chunk)
    print(sha1.hexdigest())

package main

import (
    "crypto/sha1"
    "fmt"
)

func main() {
    data := []byte("hello world")
    hash := sha1.Sum(data)
    fmt.Printf("%x\n", hash)
    // → 2aae6c35c94fcfb415dbe95f408b9ce91ee846ed
}

# Using sha1sum (Linux) or shasum (macOS)
echo -n "hello world" | sha1sum
# → 2aae6c35c94fcfb415dbe95f408b9ce91ee846ed  -

# macOS
echo -n "hello world" | shasum -a 1
# → 2aae6c35c94fcfb415dbe95f408b9ce91ee846ed  -

# Hash a file
sha1sum package.json
# → a1b2c3d4e5f6...  package.json

# Using openssl (cross-platform)
echo -n "hello world" | openssl sha1
# → SHA1(stdin)= 2aae6c35c94fcfb415dbe95f408b9ce91ee846ed

الأسئلة الشائعة