¿Qué es el hash en la ciberseguridad?

El hash es una función matemática unidireccional que convierte los datos en una cadena de texto indescifrable que no se puede revertir ni decodificar.

En el contexto de la ciberseguridad, el hash es una forma de mantener protegidos los datos y la información confidencial (incluyendo contraseñas, mensajes y documentos). Cuando este contenido se convierte a través de un algoritmo hash, el valor resultante (o código hash) es ilegible para las personas y extremadamente difícil de descifrar, incluso con la ayuda de tecnología avanzada.

El hash se ha convertido en una herramienta de ciberseguridad importante para las organizaciones, sobre todo teniendo en cuenta el aumento del trabajo en remoto y el uso de dispositivos personales. En ambas tendencias es necesario que las organizaciones usen la tecnología de inicio de sesión único (SSO) para permitir el trabajo en remoto y reducir los problemas durante la experiencia del usuario. Si bien esto forma parte necesaria en cualquier empresa actual, los ciberdelincuentes han llegado a reconocer la vulnerabilidad inherente de las contraseñas y credenciales de usuario almacenadas, lo que hace que las empresas deban tomar medidas adicionales para mantener protegida esa información.

Componentes del hash

El hash tiene tres componentes principales:

1. La clave de entrada
2. La función hash
3. La tabla hash

Tipos de hash

El hash, por definición, no es único. De hecho, hay una serie de algoritmos hash que se pueden aplicar a distintos casos de uso. Aquí vamos a analizar cuatro algoritmos hash habituales:

1. LANMAN
2. NTLM
3. Script
4. Ehtash

Algoritmos hash

LANMAN: el algoritmo hash LAN Manager de Microsoft, o LANMAN, es un protocolo de autenticación y sistema operativo de red desarrollado por Microsoft principalmente para almacenar contraseñas. Presentado en la década de 1980, LANMAN ahora se considera en gran medida obsoleto, aunque quizás sea el ejemplo más conocido de algoritmo hash.

NTLM: New Technology LAN Manager (NTLM) de Windows es un conjunto de protocolos de seguridad de Microsoft para autenticar las identidades de los usuarios y proteger la integridad y confidencialidad de su actividad. En esencia, NTLM es una herramienta SSO que se basa en un protocolo de desafío-respuesta para confirmar al usuario sin solicitarle que envíe una contraseña, proceso conocido como autenticación NTLM.

Scrypt: Scrypt es una función de derivación de claves (KDF) y una función de derivación de claves basada en contraseñas (PBKDF) que puede convertir datos o contraseñas en claves criptográficas. La principal finalidad de Scrypt es proporcionar una protección mayor contra ataques criptográficos, como los ataques con fuerza bruta.

Ethash: Ethash es un algoritmo hash de "prueba de trabajo" desarrollado por la red Ethereum. El algoritmo está diseñado a medida para proteger la red de criptomonedas Ethereum y su blockchain, así como para validar las transacciones de la plataforma.

Casos de uso de hashs en ciberseguridad

El hash desempeña un papel importante en muchos algoritmos y protocolos de ciberseguridad. En su nivel más básico, es un método de codificación de los datos o el texto confidenciales como valor indescifrable increíblemente difícil de decodificar.

A continuación, analizamos tres de los casos de uso de hash más habituales en la ciberseguridad:

1. Almacenamiento de contraseñas
2. Firmas digitales
3. Gestión de archivos y documentos

Almacenamiento de contraseñas

Almacenar contraseñas como texto simple en un sistema, una aplicación o un dispositivo implica muchos riesgos. Una solución de almacenamiento de contraseñas puede utilizar el hash para codificar y guardar las credenciales de inicio de sesión como valor hash. Cuando los usuarios vuelvan a intentar acceder al sistema, la solución los autenticará validando la contraseña introducida con el valor hash en la base de datos.

Firmas digitales

Una firma digital es una técnica criptográfica que se utiliza para verificar el origen, la autenticidad y la integridad de un mensaje, un documento o una transacción.

Para crear una firma digital usando hash:

• Se aplica una función hash al mensaje original para crear un valor hash seguro.
• A continuación, el valor hash se cifra utilizando una clave privada que pertenece al remitente; con este proceso se crea la firma digital.
• El destinatario utiliza una clave pública para descifrar la firma digital.
• A continuación, el destinatario toma el valor hash resultante y aplica la misma función hash; si los valores hash coinciden, demuestra que el mensaje no se ha alterado y que proviene del remitente designado.

Gestión de archivos y documentos

Aunque las firmas digitales se suelen utilizar para proteger el correo electrónico y otras comunicaciones digitales, también pueden autenticar y verificar cualquier tipo de transacción o documento electrónico. Los dos casos de uso principales son:

1. Comparaciones de documentos: durante la aplicación del hash, la función hash generará una cadena de caracteres de valor fijo que actúa como identificador único para cualquier tipo de documento o archivo. Si el documento se modifica de alguna forma, incluso mínimamente, el valor hash también cambiará. Como consecuencia, el hash proporciona un método rápido y efectivo de comparar archivos y confirmar que no han sido alterados ni se han visto comprometidos.
2. Verificación de la integridad de los datos: para verificar la integridad de los datos de un archivo o documento, se puede utilizar un algoritmo hash para generar una suma de verificación, que es un valor hash que refleja la suma del conjunto de datos. Esta suma de verificación se incluye junto a los datos mientras se comparten o transmiten. Al recibirla, el usuario puede crear una nueva suma de verificación y compararla con la original. Si los dos valores coinciden, los datos se consideran seguros.

Ventajas del hash en la ciberseguridad

El hash es un componente esencial en muchas prácticas y protocolos de ciberseguridad, que ofrece ventajas como:

• Seguridad de contraseñas sólida: el hash es una parte fundamental de las herramientas de gestión de identidades y accesos (IAM). Al utilizar una herramienta de hash, las organizaciones pueden garantizar la identidad de sus usuarios y mantener unos controles de acceso adecuados. De esta forma, se evitan ataques basados en contraseñas, como los de password spraying o el robo de credenciales.
• Integridad de los archivos y datos: una vez que se aplica un hash a un archivo, documento o conjunto de datos, cualquier cambio dará como resultado un valor hash nuevo y completamente diferente. Esto ayuda a las organizaciones a rastrear e identificar si se han modificado los recursos y cuándo, así como a dejar de usar de inmediato cualquier recurso que pueda estar comprometido.
• Seguridad de los datos: un valor hash prácticamente no tiene ninguna utilidad para los ciberdelincuentes y los malhechores porque es extremadamente difícil decodificar una función hash unidireccional. Esto significa que una brecha de datos no necesariamente provocará la pérdida de datos confidenciales si estos se han codificado correctamente con hash.
• Comunicaciones seguras: el hash es una parte fundamental de las firmas digitales, que es el principal método para autenticar tanto el contenido de un mensaje como la identidad del remitente.
• Descargas seguras: al descargar software o cualquier archivo grande, los sistemas pueden verificar el valor hash de la descarga para garantizar que no se haya infectado con malware.
• Detección de amenazas mejorada: los códigos hash son un método rápido y efectivo de buscar y detectar amenazas conocidas en un sistema o en la red.

Limitaciones del hash

Aunque el hash es una herramienta útil, también tiene sus limitaciones. En esta sección, analizaremos algunos problemas y desventajas del uso de hash en la ciberseguridad:

• Colisión: una colisión tiene lugar cuando dos o más entradas generan el mismo valor hash. Las grandes empresas o compañías que almacenan cantidades importantes de datos tendrán que hacer frente a este desafío y deberán implementar una solución para evitar ese tipo de colisiones. Por ejemplo, una empresa podría implementar una estrategia de encadenamiento, que es cuando se añade un valor duplicado a una lista vinculada en la tabla hash.
• Rendimiento: el hash puede ser un acto de búsqueda del equilibrio. Los algoritmos están diseñados para optimizar tanto la velocidad como el uso de la memoria; también deben poder asumir el nivel de entrada de datos que necesita la empresa. Esto genera una gran complejidad en lo que respecta al diseño y a la evolución de los algoritmos. En materia de ciberseguridad, un algoritmo lento o con retrasos importantes puede traducirse en un mayor riesgo.
• Riesgos de seguridad: por definición, el hash consiste en una conversión unidireccional de datos en una cadena de texto indescifrable. Por lo general, es imposible volver a convertir el valor hash en datos. Sin embargo, algún adversario sofisticado puede averiguar o adivinar la función hash, lo que le permitiría realizar ingeniería inversa de los valores hash o alterar el conjunto de datos creando entradas falsas.

Comparación entre hash y cifrado

Aunque el hash y el cifrado pueda parecer que producen el mismo resultado, en realidad son dos funciones diferentes.

La principal diferencia radica en que el hash siempre pretende ser una conversión unidireccional de los datos. El valor hash es una cadena de texto única que sólo se puede decodificar si el adversario es capaz de robar o adivinar la función hash para, a continuación, aplicar ingeniería inversa a los datos introducidos.

El cifrado de datos, por su parte, es un proceso bidireccional. Aunque en el cifrado también se utilizan algoritmos criptográficos para convertir texto simple en un formato codificado, se incluye una clave de decodificación correspondiente que permite a los usuarios descifrar los datos.

Otra diferencia clave es que el hash te permite autenticar datos, mensajes, archivos u otro tipo de recursos. Los usuarios pueden confirmar que los datos enviados de un usuario a otro no se han interceptado ni alterado al comparar el valor hash original con el generado por el destinatario. Por otro lado, con datos cifrados no hay forma de validar los datos o saber si se han modificado, por lo que se prefiere el uso de hash para la autenticación.