SHA-1 - Algorithme de calcul d'un hashcode (condensat, empreinte)

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SHA-1 - Algorithme de calcul d'un hashcode (condensat, empreinte) d'un message ou, en informatique, du contenu d'un fichier. Représentation unique en quelques caractères, utilisée en cryptographie. Permet de manipuler le code (recherches...) sans manipuler la donnée codée.

cr 01.04.2012 r+ 22.10.2024 r- 22.10.2024 Pierre Pinard. (Alertes et avis de sécurité au jour le jour)

Dossier (collection) : Encyclopédie
Introduction Liste Malwarebytes et Kaspersky ou Emsisoft (incluant Bitdefender)

Sommaire (montrer / masquer)
01 SHA-1 - Algorithme de hashcode 02 Origine de SHA-1 03 Chiffrement SHA-1 04 Tableau de synthèse des fonctions de hachage 05 Tableau des algorithmes de hachage 06 Finalité d'un condensat 09 État de l'art des fonctions de hachage Autour de ce sujet dans Assiste FAQ

SHA-1 - Algorithme de hashcode

SHA-1 (Secure Hash Algorithm) est une fonction de hachage cryptographique conçue par la NSA (National Security Agency), aux États-Unis, et publiée le 17 avril 1995 par le gouvernement des États-Unis, en tant que standard fédéral de traitement de l'information, (FIPS (Federal Information Processing Standard)) au NIST (National Institute of Standards and Technology).

L'algorithme SHA-1 produit un résultat (appelé « hash » ou condensat) sur 160 bits.

16.02.2005 - La crypto de Bush (SHA-1) cassée par des chinois
13.08.2010 - SHA-1 collision demo / example

L'identification des fichiers par VirusTotal (cryptographic hash), qui utilisait MD-5 et SHA-1 depuis des années, a ajouté SHA-256, qui devient prioritaire, en 2012.

SHA-1 est une fonction de hachage cryptographique (un algorithme) qui permet d'obtenir l'empreinte numérique (hashcode - condensat) d'un fichier. Cette empreinte est, en théorie, unique, et jamais deux contenus ne peuvent produire le même condensat. Corrolaire : le condensat d'un contenu devrait être une signature unique de ce contenu.

On utilisera ce calcul de condensat pour vérifier qu'un téléchargement s'est bien passé, pour autant que le fichier téléchargé soit accompagné de son condensat.

Un dispositif de contrôle d'intégrité calculera la totalité des condensats des fichiers système d'un ordinateur et les comparera aux condensats officiellement calculé par les éditeurs (Microsoft, Adobe, etc. ...). Un fichier système dont le condensat est inconnu devra faire l'objet d'investigations (par exemple une confrontation à une collection d'antivirus, comme VirusTotal) et / ou son exécution dans une sandbox pour analyse de son comportement).

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Origine de SHA-1

L'algorithme SHA-1 a été mis au point par la NSA en 1995 (il améliore l'algorithme SHA-0 de la même NSA publié en 1993).

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Chiffrement SHA-1

Taille du condensat (hashcode) : 160 bits (40 caractères hexadécimaux - 20 octets)
Taille des blocs : 512 bits
Construction de Merkle – Damgård
Tours : 80
Publication(s) à propos de la cryptanalyse SHA-1 :
- Une attaque en 2011 par Marc Stevens peut produire des collisions de hachage d'une complexité comprise entre 260,3 et 265,3 opérations.
- [1] La première collision publique a été publiée le 23 février 2017.
- [2] SHA-1 est sujet aux attaques d'extension de longueur.

Tableau de synthèse des fonctions de hachage

Fonction de hachega	Création	Créateur	Nombre de bits du hash	Notes	Obsolette - pas sûr (collisions)
CRC-1	1957 - évoqué dans Cyclic Codes for Error Detection de Peterson, W. W. and D. T. Brown..			N'est pas une fonction de hachage, mais 1 CRC (Calcul de Redondance Cyclique). CRC-32 a été imbécilement utilisé par le prétendu antivirus Viguard et à conduit à sa disparition et la faillite de son développeur et de son distributeur (outre d'autres embrouilles).
CRC-16
CRC-32
MD2	1989	Ronald Rivest (MIT)	128	Attaque possible, même si pas utilisée.	Plus sûr.
MD4	1990	Ronald Rivest (MIT)	128
MD5	1991	Ronald Rivest (MIT)	128
MD6	2008	Ronald Rivest (MIT) avec un groupe.	512	Calcul extrêmement rapide d'immenses nombres de hashs en parallèle sur d'immenses fichiers. Arbre de Merkle et NLFSR.
SHA-0	1993	NSA	160	Famille de 6 fonctions de hachage comprenant : SHA-256 opérant sur des mots de 32 bits SHA-512 opérant sur des mots de 64 bits. SHA-224 et SHA-384 SHA-512/256 et SHA-512/224	Collisions suspectes volontairement permises par la NSA. 1^ère découverte de collision complète par Antoine Joux (cryptologue français) en août 2004.
SHA-1	1995	NSA	160		2019 - Risque (actuellement théorique) Juillet 2022 - les signatures SHA-1 dans les certificats, depuis longtemps considérées comme n'étant plus suffisamment sécurisées, ne sont plus prises en charge.
SHA-2	2001	NSA	SHA-224 - 224 SHA-256 - 256 SHA-384 - 384 SHA-512 - 512 SHA-512/224 - 224 SHA-512/256 - 256	Famille de six fonctions de hachage avec des digests (valeurs de hachage) de 224, 256, 384 ou 512 bits: SHA-224, SHA-256, SHA-384, SHA-512, SHA-512/224, SHA-512/256 .	Résistent aux collisions
SHA-3 Anciennement nommé Keccak	2015	Guido Bertoni, Joan Daemen, Michaël Peeters et Gilles Van Assche	SHA3-224 - 224 SHA3-256 - 256 SHA3-384 - 384 SHA3-512 - 512 SHAKE128 - d (arbitraire) SHAKE256 - d (arbitraire)	Famille de six fonctions de hachage basées sur RadioGatún, du même groupe d'auteurs, présenté en août 2006. Se propose de remplacer MD5, SHA-0 et SHA-1 et leurs attaques avérées ou possibles.	Résistent aux collisions
SHA-256	2001	NSA	256	Il est conseillé universellement d'abandonner MD5 et SHA-1 au profit de SHA-256, principalement dans le hachage des mots de passe, même si cela occupe plus le processeur et rend les bases de données d'identifiants/mots de passe plus volumineuses.	Résistent aux collisions

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Tableau des algorithmes de hachage

Exemples d'algorithmes de hachage		Ingénierie inverse en attaques de mots de passe
CRC-1	Contrôle de Redondance Cyclique (Contrôle de parité - Détection d'erreur) - 1 bit	Sans objet
CRC-12	Contrôle de Redondance Cyclique (Fonction polynomiale - Détection d'erreur) - 12 bits (3 caractères hexadécimaux)	Sans objet
CRC-16	Contrôle de Redondance Cyclique (Fonction polynomiale - Détection d'erreur) - 16 bits (4 caractères hexadécimaux)	Sans objet
CRC-32	Contrôle de Redondance Cyclique (Fonction polynomiale - Détection d'erreur) - 32 bits (8 caractères hexadécimaux)	Sans objet
CRC-64	Contrôle de Redondance Cyclique (Fonction polynomiale - Détection d'erreur) - 64 bits (16 caractères hexadécimaux)	Sans objet
MD5	Produit un hashcode (condensat) de 128 bits (32 caractères hexadécimaux - 16 octets)	Attaques réussies
SHA-1	Produit un hashcode (condensat) de 160 bits (40 caractères hexadécimaux - 20 octets)	Attaques réussies
SHA-224	Produit un hashcode (condensat) de 224 bits (56 caractères hexadécimaux - 28 octets)	Pas utilisé avec les mots de passe ou confidentiel
SHA-256	Produit un hashcode (condensat) de 256 bits (64 caractères hexadécimaux - 32 octets)	Résiste aux attaques
SHA-384	Produit un hashcode (condensat) de 384 bits (96 caractères hexadécimaux - 48 octets)	Pas utilisé avec les mots de passe ou confidentiel
SHA-512	Produit un hashcode (condensat) de 512 bits (128 caractères hexadécimaux - 64 octets)	Résiste aux attaques
Snefru	Produit un hashcode (condensat) de 128 bits (32 caractères hexadécimaux - 16 octets) ou Produit un hashcode (condensat) de 256 bits (64 caractères hexadécimaux - 32 octets)	Pas utilisé avec les mots de passe ou confidentiel
Spectral Hash	Produit un hashcode (condensat) de 512 bits (128 caractères hexadécimaux - 64 octets)	Pas utilisé avec les mots de passe ou confidentiel
Streebog	Produit un hashcode (condensat) de 256 bits (64 caractères hexadécimaux - 32 octets) ou Produit un hashcode (condensat) de 512 bits (128 caractères hexadécimaux - 64 octets)	Pas utilisé avec les mots de passe ou confidentiel
SWIFFT	Produit un hashcode (condensat) de 512 bits (128 caractères hexadécimaux - 64 octets)	Pas utilisé avec les mots de passe ou confidentiel
Tiger	Produit un hashcode (condensat) de 192 bits (48 caractères hexadécimaux - 24 octets)	Pas utilisé avec les mots de passe ou confidentiel
Whirlpool	Produit un hashcode (condensat) de 512 bits (128 caractères hexadécimaux - 64 octets)	Libre d'utilisation, gratuit, aucun brevet, résiste aux attaques. Recommandé par le projet NESSIE
Argon2	Produit un hashcode (condensat) d'une longueur, au choix, de 1 à 2³² octets Fonction gagnante de la Password Hashing Competition en juillet 2015.	Libre d'utilisation, gratuit, open source, résiste aux attaques. Licence Creative Commons CC0 (domaine public) ou licence Apache 2.0
Catena	Supporte des mots de passe de n'importe quelle longueur entre 0 et 128 caractères. Produire (mais sans s'y limiter) des sorties de 32 octets. Fonction reconnue lors de la Password Hashing Competition en juillet 2015.
Lyra2	Fonction reconnue lors de la Password Hashing Competition en juillet 2015.
yescrypt	Fonction reconnue lors de la Password Hashing Competition en juillet 2015.
Makwa	Fonction reconnue lors de la Password Hashing Competition en juillet 2015.
Etc. ...	...

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Finalité d'un condensat

Finalité d'un condensat et réputation d'un algorithme de calcul de condensats

La réputation de l'algorithme de calcul d'un hashcode (calcul d'un condensat - fonction de hachage) est de ne jamais produire deux hashcodes identiques si les objets (fichiers) contiennent la moindre différence. La fonction de hachage doit donc produire une clé unique d'identification d'une donnée unique (calcul homogène).

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Outils de calcul ou d'utilisation de HashCode

Les outils les plus simples de calcul de hashcodes, et de très loin, sont ceux qui s'installent en tant que « propriété » additionnelle d'un fichier dans l'explorateur de fichiers de Windows.

SummerProperties
SummerProperties ajoute un onglet « CheckSums » aux propriétés d'un fichier, dans l'explorateur de fichiers de Windows, et propose 4 algorithmes de hashcodes : CRC-16, CRC-32, MD5 et SHA-1.
SummerProperties est gratuit, mais, bien qu'encore fonctionnels, les algorithmes qu'il propose ne sont plus suffisants :
- CRC-16 et CRC-32 n'ont aucun intérêt et ne sont pas de véritables algorithmes de hachage, mais des « Contrôle de Redondance Cyclique ». On peut les oublier.
- Des collisions peuvent être forgées à la demande contre les hachages MD5 et SHA-1.
On laisse tomber SummerProperties.
Voir SummerProperties.
HashTab
HashTab ajoute un onglet « Hachages » aux propriétés d'un fichier, dans l'explorateur de fichiers de Windows, et propose 30 algorithmes de hashcodes : (Adler32; Blake2sp; Btih; CRC-32; CRC-64; ED2K; Gost; Keccak-224; Keccak-256; Keccak-384; Keccak-512; MD2; MD4; MD5; Ripemd-128; Ripemd-160; Ripemd-256; Ripemd-320; SHA-1; SHA-256; SHA-256 base 64; SHA-384; SHA-512; SHA3-224; SHA3-256; SHA3-384; SHA3-512; TTH; Tiger; Whirlpool). Ce produit est gratuit.
Voir HashTab.
VT Hash Check (VirusTotal Hash Check)
VT Hash Check ajoute une propriété (sous le nom de Check File Hash) aux fichiers, dans l'explorateur de fichiers de Windows. VT Hash Check calcule un hashcode d'un fichier désigné par l'utilisateur, selon l'algorithme choisi parmi les 3 proposés (MD5, SHA-1, SHA-256 [recommandé]) et soumet instantanément ce hashcode au service multiantivirus gratuit en ligne VirusTotal(70 antivirus simultanés en juillet 2020).
Vous êtes vivement incités à installer VT Hash Check (gratuit; sous Windows).
Voir VT Hash Check (VirusTotal Hash Check).

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État de l'art des fonctions de hachage

Réputation des fonctions de hachage

On voit souvent, en matière de sécurité informatique, principalement avec les services d'analyses antivirus, qu'il ne faut pas/plus identifier le contenu d'un fichier avec certaines fonctions de hachage (hashcodes, condensats, Empreinte cryptographique), dont les fonctions MD5 et SHA-1, car les créations de collisions, les attaques en force brute ou les utilisations de tables Arc-en-ciel permettent de casser l'unicité du condensat ou de remonter à son contenu crypté. Le tableau suivant, établi par les auteurs de Whirlpool (dernière version de ce tableau le 7 novembre 2017), donne l'état de l'art des principales fonctions de hachages et leurs poursuites de résistance ou leurs échecs aux attaques.

Symboles :

Le symbole est utilisé pour désigner une attaque qui a été conduite avec succès pour casser une fonction de hachage (par exemple, en produisant explicitement une collision), ou si la complexité de l'attaque est si faible qu'il ne serait pas difficile de la conduire avec les technologies actuelles.
Le symbole indique une rupture théorique (plus rapide que les attaques par force brute ou les attaques par le paradoxe des anniversaires) ou une indication explicite des auteurs de la fonction qu'il faut l'éviter.
Le symbole signifie que la conception de la fonction ou une version réduite de celle-ci a été analysée par des tiers, repoussant les limites des techniques de cryptanalyse connues sans indiquer de faiblesse dans la conception complète.

Table 1 : Caractéristiques de quelques fonctions de hachages choisies
Nom	Ref.	Version	Auteur(s)	Taille du bloc	Taille du condensat	Tours	Attaque(s)
AR	AR92	1992	ISO	?	?	?	DK93
Boognish	DGV92a	1992	Daemen	32	up to 160	NA	D02
Cellhash	DGV91	1991	Daemen, Govaerts, Vandewalle	32	up to 256	NA	?
FFT-Hash I	S91	1991	Schnorr	128	128	2	BGG92, DBGV91
FFT-Hash II	S92	1992	Schnorr	128	128	2	V92
FSB	AFS05	2005	Augot, Finiasz, Sendrier	336, 680, 1360	320, 400, 480 (†)	NA	?
GOST R 34.11-94	G94	1990	Government Committee of Russia for Standards	256	256	NA	?
HAS-160	TTA05	2005	Telecommunications Technology Association	512	160	4×20	?
HAVAL	ZPS92	1994	Zheng, Pieprzyk, Seberry	1024	128, 160, 192, 224, 256	3×32, 4×32, 5×32	WFLY04, RBPV03, KP00, KBPL05
LASH-n (n = 160, 256, 384, 512)	BPSSS06	2006	Bentahar, Page, Saarinen, Silverman, Smart	4×n	n	NA	?
MAA (‡)	ISO88	1988	ISO	32	32	NA	PRO97
MAELSTROM-0	GBR06	2006	Gazzoni Filho, Barreto, Rijmen	1024	up to 512	10	?
MD2	K92	1989	Rivest	512	128	18	M04, RC95
MD4	R90	1990	Rivest	512	128	3×16	WLFCY05, WFLY04, D98, KBPL05
MD5	R92	1992	Rivest	512	128	4×16	K06, S06, K05a, K05b, WY05, WFLY04, D96, KBPL05
N-Hash	MOI90	1990	Miyaguchi, Ohta, Iwata	128	128	? 8	BS91
PANAMA	DC98	1998	Daemen, Clapp	256	unlimited	NA	RRPV01, DV07
Parallel FFT-Hash	SV93	1993	Schnorr, Vaudenay	128	128	5	?
RADIOGATÚN[w] (default: w = 64)	BDPvA06	2006	Bertoni, Daemen, Peeters, van Assche	3×w	unlimited	NA	?
RIPEMD	RIPE92	1990	The RIPE Consortium	512	128	4×16	WLFCY05, WFLY04, D97
RIPEMD-128	DBP96	1996	Dobbertin, Bosselaers, Preneel	512	128	4×16	?
RIPEMD-160	DBP96	1996	Dobbertin, Bosselaers, Preneel	512	160	5×16	?
SHA-0	NN91	1991	NIST/NSA	512	160	4×20	WYY05, WFLY04, CJ98
SHA-1	NN02	1993	NIST/NSA	512	160	4×20	WYY05, R04, BC04
SHA-1-IME	JP05	2005	Jutla, Patthak	512	160	80	?
SHA-224	NN02	2004	NIST/NSA	512	224	64	HPR04
SHA-256	NN02	2000	NIST/NSA	512	256	64	HPR04
SHA-384	NN02	2000	NIST/NSA	1024	384	80	HPR04
SHA-512	NN02	2000	NIST/NSA	1024	512	80	HPR04
SMASH	K05	2005	Knudsen	256	256	NA	PRR05
Snefru-n (n = 128, 256)	M90	1990	Merkle	512-n	n	? 8	BS93
StepRightUp	D95	1995	Daemen	256	256	NA	RRPV01
Subhash	DGV92b	1992	Daemen	32	up to 256	NA	?
Tiger	AB96	1996	Anderson, Biham	512	192	3×8	KL06, MPRYW06
WHIRLPOOL	BR00	2000	Barreto, Rijmen	512	512	10	?
Name	Ref.	Version	Author(s)	Block Size	Digest Size	Rounds	Attack(s)

(†) Par sa propre nature, FSB (Fast Syndrome-Based) est moins résistant à la recherche de collision que les attaques par le paradoxe des anniversaires. Pour cette raison, sa taille de résumé (condensat) doit toujours être supérieure à deux fois la sécurité de bit souhaitée.
(‡) MAA est un code d'authentification de message (MAC - Message Authentication Code) plutôt qu'une fonction de hachage. Il a été inclus ici en raison de son importance dans le cadre de la norme ISO 8731-2.

Table 2 : Stratégies de conception générales, analyses et attaques
Categorie	Autheur(s)	Ref.
Design	Damgård Gauravaram, Millan, Dawson, Viswanathan Lucks Merkle	D89 GMDV06 L04 M89
Analyses	Black, Rogaway, Shrimpton Mironov, Zhang Preneel, Govaerts, Vandewalle	BRS02 MZ06 PGV93
Attaques	Hoch, Shamir Joux Kelsey, Schneier Kohno, Kelsey	HS06 J04 KS05 KK06

Références

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