SHA là gì? Tìm hiểu về các phiên bản SHA phổ biến

SHA (Secure Hash Algorithm) là gì

Trong thời đại công nghệ số, bảo mật thông tin là yếu tố then chốt đối với mọi cá nhân và tổ chức. Một trong những phương pháp phổ biến để đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu là sử dụng thuật toán băm – Secure Hash Algorithm. Vậy SHA là gì, cơ chế hoạt động ra sao và vì sao lại quan trọng trong lĩnh vưc bảo mật? Cùng TopOnTech tìm hiểu chi tiết trong bài viết này.

>>> Xem thêm các bài viết:

SHA là gì?

Bạn có thể đã từng bắt gặp thuật ngữ “SHA” trong các tài liệu công nghệ hoặc bảo mật, nhưng chưa thật sự hiểu rõ ý nghĩa của nó. Trước khi đi sâu vào SHA-1 hay SHA-2, điều quan trọng là bạn cần nắm được hai khái niệm cơ bản: hàm băm và chữ ký số – nền tảng cốt lõi giúp SHA hoạt động trong các hệ thống bảo mật. Những kiến thức này sẽ giúp bạn dễ dàng tiếp cận và hiểu rõ hơn vai trò của SHA trong bảo mật thông tin.

  • Mã hàm băm (Hash function): Mã hàm băm là một thuật toán chuyển đổi dữ liệu đầu vào thành một chuỗi ký tự cố định. Mỗi dữ liệu đầu vào khác nhau sẽ tạo ra một mã băm hoàn toàn khác. Quan trọng nhất, hàm băm là một chiều và không thể đảo ngược để khôi phục lại dữ liệu gốc. Vì vậy, mã hàm băm thường được sử dụng để bảo vệ mật khẩu, tạo chữ ký số, kiểm tra tính toàn vẹn của dữ liệu, và bảo mật giao dịch trong blockchain. SHA-256 là ví dụ điển hình cho thuật toán băm phổ biến nhất hiện nay trong các ứng dụng bảo mật.
  • Chữ ký số (Digital Signature): Sau khi nắm được khái niệm về mã hàm băm, chúng ta có thể khám phá vai trò của chúng trong chứng thư số, điển hình là trong chứng thư SSL. Giao thức SSL/TLS bảo mật truyền tải dữ liệu qua Internet bằng cách mã hóa và xác thực danh tính. Chứng thư SSL liên kết khóa công khai với danh tính người sở hữu, sử dụng mã hóa bất đối xứng. Chữ ký số được tạo ra bởi Nhà Cung Cấp Chứng thực Số (CA) xác nhận tính hợp lệ và ngăn chặn việc sửa đổi chứng thư. Mọi thay đổi trong chứng thư sẽ làm chữ ký số không hợp lệ, giúp phát hiện và ngăn chặn giả mạo, đảm bảo kết nối an toàn.

Sau khi đã hiểu về mã băm và chữ ký số, chúng ta có thể chuyển sang khám phá chủ đề chính: SHA (viết tắt của Secure Hash Algorithm) là một nhóm các thuật toán băm mật mã được sử dụng để chuyển dữ liệu đầu vào thành một chuỗi ký tự có độ dài cố định, gọi là mã băm (hash). Mục đích chính của SHA là đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu – chỉ cần một thay đổi nhỏ trong dữ liệu gốc cũng sẽ tạo ra một mã băm hoàn toàn khác. Nhờ tính chất này, SHA được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như mã hóa mật khẩu, xác thực dữ liệu trong blockchain, tạo chữ ký số, kiểm tra tập tin hay quản lý phiên bản mã nguồn như trong Git.

>>> Xem thêm: 

SHA giúp chuyển đổi dữ liệu đầu vào thành chuỗi ký tự duy nhất
SHA (Secure Hash Algorithm) là mã hàm băm một chiều và không thể đảo ngược để khôi phục dữ liệu (Nguồn: Internet)

Các phiên bản phổ biến của SHA

Để hiểu rõ hơn về cách SHA bảo vệ dữ liệu và đảm bảo tính toàn vẹn thông tin, chúng ta cần tìm hiểu các phiên bản khác nhau của thuật toán này. Mỗi phiên bản của SHA được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu bảo mật ngày càng cao, với những cải tiến giúp khắc phục hạn chế của phiên bản trước đó. Dưới đây, chúng ta sẽ cùng khám phá các phiên bản phổ biến của SHA, bao gồm SHA-1, SHA-2 và SHA-3 để thấy được sự phát triển và ứng dụng của chúng trong bảo mật dữ liệu ngày nay.

SHA – 1 

SHA-1 (Secure Hash Algorithm 1) là thuật toán băm có đầu ra dài 160 bit, được phát triển vào năm 1993 bởi Cơ quan An ninh Quốc gia Hoa Kỳ (NSA). Nó đã được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng bảo mật như chứng chỉ SSL và chữ ký số để xác thực và kiểm tra tính toàn vẹn của dữ liệu. Tuy nhiên, SHA-1 đã bộc lộ lỗ hổng bảo mật nghiêm trọng khi các tấn công va chạm (collision attack) có thể tạo ra hai dữ liệu khác nhau với cùng một mã băm. Chính vì vậy, SHA-1 không còn được coi là an toàn và đã bị thay thế bởi SHA-2 trong nhiều ứng dụng hiện đại. Dù vẫn còn tồn tại trong một số hệ thống cũ, SHA-1 ngày càng ít được sử dụng do các rủi ro bảo mật tiềm ẩn.

>>> Xem thêm: Threat Intelligence là gì? Định hướng mới trong lĩnh vực an ninh mạng

SHA – 2 

SHA-2 (Secure Hash Algorithm 2) là một nhóm các thuật toán băm được phát triển như là sự thay thế an toàn hơn cho SHA-1. SHA-2 bao gồm các phiên bản với độ dài băm khác nhau, như SHA-224, SHA-256, SHA-384, và SHA-512, trong đó SHA-256 là phiên bản phổ biến nhất. Các phiên bản này tạo ra mã băm với độ dài lần lượt là 224, 256, 384 và 512 bit, giúp nâng cao mức độ bảo mật so với SHA-1.

SHA-2 sử dụng các phương pháp tính toán phức tạp hơn, giúp đảm bảo rằng mỗi dữ liệu khác nhau sẽ tạo ra một mã băm duy nhất, khó bị tấn công bằng phương pháp va chạm. Nhờ vào tính bảo mật cao, SHA-2 hiện được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng bảo mật như chứng chỉ SSL, xác thực dữ liệu trong blockchain và lưu trữ mật khẩu. SHA-2 vẫn là lựa chọn tiêu chuẩn trong nhiều hệ thống và được coi là một trong những thuật toán băm an toàn nhất hiện nay.

>>> Xem thêm: XSS là gì? Cách kiểm tra và ngăn chặn tấn công XSS hiệu quả

SHA – 3

SHA-3 (Secure Hash Algorithm 3) là phiên bản mới nhất trong gia đình thuật toán băm SHA, được phát triển bởi Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Mỹ (NIST). Khác với các phiên bản SHA trước đó (SHA-1 và SHA-2), SHA-3 sử dụng một cấu trúc hoàn toàn mới gọi là Keccak, mang lại khả năng bảo mật cao hơn và khả năng chống lại các kiểu tấn công mới. SHA-3 không chỉ cung cấp các mức băm tương tự như SHA-2 (256 bit, 512 bit, v.v.), mà còn có các cải tiến về hiệu suất và tính linh hoạt, có thể được sử dụng cho nhiều ứng dụng bảo mật khác nhau bao gồm xác thực dữ liệu, chữ ký số và các hệ thống blockchain. SHA-3 được thiết kế để bổ sung cho SHA-2 chứ không thay thế nó, và hiện đang được nghiên cứu và ứng dụng trong các lĩnh vực yêu cầu bảo mật cao.

>>> Xem thêm: 

SHA-1, SHA-2 và SHA-3 là 3 phiên bản phổ biến của mã hàm băm SHA
SHA hiện có 3 phiên bản phổ biến bao gồm SHA-1, SHA-2 và SHA-3 (Nguồn: Internet)

Ứng dụng thực tiễn của SHA

Sau khi hiểu về SHA, chúng ta có thể khám phá các ứng dụng thực tiễn của nó trong bảo mật thông tin. SHA không chỉ bảo vệ mật khẩu mà còn đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu trong blockchain và các hệ thống bảo mật khác. Hãy cùng tìm hiểu về những ứng dụng quan trọng này.

  • Ứng dụng mã hóa mật khẩu: SHA được sử dụng để băm mật khẩu, bảo vệ dữ liệu người dùng khỏi các mối đe dọa bảo mật. Mật khẩu không được lưu trực tiếp mà được chuyển thành mã băm duy nhất. Khi người dùng đăng nhập, hệ thống so sánh mã băm của mật khẩu nhập vào với mã đã lưu, từ đó ngăn chặn việc khôi phục mật khẩu gốc và đảm bảo an toàn cho thông tin người dùng.
  • Ứng dụng trong chữ ký số, blockchain, SSL, chứng chỉ số: SHA tạo mã băm cho chữ ký số, giúp xác thực danh tính người gửi và đảm bảo dữ liệu không bị chỉnh sửa. Trong blockchain, SHA liên kết các khối dữ liệu, ngăn chặn thay đổi thông tin. Với SSL, SHA bảo vệ dữ liệu khi truyền tải giữa máy chủ và người dùng. Trong chứng chỉ số, SHA giúp xác thực chứng thư và ngăn giả mạo. Nhờ khả năng tạo mã băm duy nhất, SHA là yếu tố cốt lõi trong bảo mật và toàn vẹn dữ liệu.
  • SHA trong xác thực dữ liệu và bảo mật hệ thống: SHA giúp xác thực dữ liệu và bảo mật hệ thống bằng cách tạo mã băm duy nhất, kiểm tra tính toàn vẹn khi so sánh mã băm gốc và mới. Trong bảo mật, SHA lưu trữ mật khẩu dưới dạng mã băm, ngăn chặn truy cập trái phép. Với khả năng bảo vệ dữ liệu và hệ thống, SHA là công cụ quan trọng trong bảo mật thông tin.

>>> Xem thêm:

Secure Hash Algorithm giúp mã hóa mật khẩu và xác thực dữ liệu hiệu quả
SHA mang lại nhiều ứng dụng quan trong vấn đề bảo mật thông tin (Nguồn: TOT)

SHA có phải là phương pháp mã hóa không?

SHA không phải là phương pháp mã hóa vì nó không cho phép giải mã hoặc phục hồi dữ liệu gốc. Thay vào đó, SHA giúp bảo vệ dữ liệu thông qua việc tạo ra các mã băm duy nhất và không thể đảo ngược, bảo đảm tính toàn vẹn và xác thực trong nhiều hệ thống bảo mật.

Phân biệt giữa hash (hàm băm) và encryption (mã hóa)

Hash (hàm băm) và encryption (mã hóa) là hai kỹ thuật quan trọng trong lĩnh vực bảo mật, nhưng chúng có mục đích và cách hoạt động rất khác nhau:

  • Hàm băm là một quá trình một chiều, biến đổi dữ liệu đầu vào thành một chuỗi ký tự có độ dài cố định và không thể đảo ngược. Nó thường được sử dụng để kiểm tra tính toàn vẹn của dữ liệu hoặc lưu trữ mật khẩu một cách an toàn.
  • Ngược lại, mã hóa là một quá trình hai chiều, trong đó dữ liệu được mã hóa để bảo vệ thông tin khỏi truy cập trái phép, nhưng vẫn có thể giải mã trở lại dạng ban đầu bằng một khóa giải mã. Mã hóa thường được áp dụng trong các hệ thống truyền thông an toàn như email, ứng dụng nhắn tin hoặc truyền dữ liệu trên Internet.

Ta có thể thấy hash dùng để xác thực và kiểm tra dữ liệu, trong khi encryption giúp bảo vệ và phục hồi dữ liệu khi cần thiết.

Điểm khác biệt và vai trò riêng biệt của SHA trong bảo mật

SHA (Secure Hash Algorithm) không phải là phương pháp mã hóa mà là thuật toán băm một chiều, dùng để tạo ra một chuỗi mã đại diện duy nhất cho dữ liệu gốc. Khác với mã hóa – có thể giải mã để khôi phục dữ liệu ban đầu – SHA không thể đảo ngược. Trong bảo mật, SHA có vai trò quan trọng trong việc: 

  • Kiểm tra tính toàn vẹn dữ liệu
  • Bảo vệ mật khẩu người dùng
  • Xác thực chữ ký số 
  • Đảm bảo tính nhất quán trong blockchain

Nhờ khả năng đảm bảo dữ liệu không bị sửa đổi hay giả mạo mà không bị phát hiện, SHA trở thành nền tảng quan trọng trong nhiều ứng dụng bảo mật hiện nay.

>>> Xem thêm:

Ưu điểm và nhược điểm của thuật toán SHA 

  • Ưu điểm: Thuật toán SHA mang lại nhiều ưu điểm nổi bật trong bảo mật thông tin. Trước hết, SHA có tốc độ xử lý nhanh và hiệu quả, phù hợp với cả những hệ thống có lượng dữ liệu lớn. Nhờ vào tính chất một chiều, SHA gần như không thể đảo ngược, giúp bảo vệ dữ liệu gốc khỏi việc bị khôi phục trái phép. Đồng thời, thuật toán này có khả năng phát hiện mọi thay đổi trong dữ liệu, đảm bảo tính toàn vẹn rất cao.
  • Nhược điểm: Tuy nhiên, SHA cũng tồn tại một số nhược điểm, đặc biệt là vấn đề bảo mật với các phiên bản cũ như SHA-1. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng SHA-1 có nguy cơ bị tấn công va chạm (collision attack), cho phép kẻ xấu tạo ra hai dữ liệu khác nhau nhưng cho ra cùng một mã băm. Chính vì vậy, các tổ chức và nhà phát triển được khuyến nghị chuyển sang các phiên bản nâng cấp như SHA-256 hoặc SHA-3.

Tóm lại, SHA là thuật toán băm giúp đảm bảo tính toàn vẹn và bảo mật dữ liệu hiệu quả. Nhờ tính một chiều và khả năng chống sửa đổi, SHA được ứng dụng rộng rãi trong mật khẩu, chữ ký số, blockchain và SSL. Việc hiểu rõ SHA là gì sẽ giúp bạn áp dụng đúng và an toàn trong các giải pháp bảo mật hiện đại.

Không phải doanh nghiệp nào cũng có đủ thời gian và chuyên môn để theo dõi, phát hiện và xử lý lỗi bảo mật trên website. TopOnTech mang đến giải pháp toàn diện giúp bạn kiểm tra bảo mật chuyên sâu, phát hiện lỗ hổng tiềm ẩn và triển khai các biện pháp bảo vệ tiên tiến. Cúng tôi đảm bảo website của bạn vận hành mượt mà, tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế như OWASP, GDPR và các quy chuẩn bảo mật ngành, nâng cao uy tín và sự an toàn thông tin trong môi trường số.

TopOnTech là đơn vị tiên phong trong lĩnh vực chuyển đổi số toàn diện, cung cấp các giải pháp thiết kế website, phát triển ứng dụng, và xây dựng hệ thống quản trị tối ưu cho doanh nghiệp.

TopOnTech nổi bật với các gói dịch vụ linh hoạt, cá nhân hóa theo từng nhu cầu cụ thể, giúp doanh nghiệp dễ dàng tiếp cận công nghệ, tối ưu vận hành và nâng cao trải nghiệm khách hàng. Với định hướng “Công nghệ vì con người”, TopOnTech không chỉ mang lại hiệu quả kỹ thuật mà còn tạo kết nối cảm xúc giữa thương hiệu và người dùng.

Khách hàng quan tâm đến các giải pháp số của TopOnTech có thể tìm hiểu thêm tại trang Tin tức.

ĐẶT LỊCH TƯ VẤN VÀ NHẬN GÓI AUDIT WEBSITE MIỄN PHÍ NGAY HÔM NAY tại: https://topon.tech/en/contact/

Thông tin liên hệ TopOnTech: