SHA-2

Una iteració en una funció de compressió de la família SHA-2.

SHA-2 (acrònim anglès de Secure Hash Algorithm 2) és un conjunt de funcions hash criptogràfiques dissenyades per l'Agència de Seguretat Nacional (NSA) dels Estats Units i publicats per primera vegada el 2001. Es construeixen utilitzant la construcció Merkle–Damgård, a partir d'una funció de compressió unidireccional construïda utilitzant l'estructura de Davies–Meyer a partir d'un xifratge de blocs especialitzat.

SHA-2 inclou canvis significatius respecte al seu predecessor, SHA-1. La família SHA-2 consta de sis funcions hash amb resums (valors hash) de 224, 256, 384 o 512 bits: SHA-224, SHA-256, SHA-384, SHA-512, SHA-512/ 224, SHA-512/256. SHA-256 i SHA-512 són noves funcions hash calculades amb vuit paraules de 32 i 64 bits, respectivament. Utilitzen diferents quantitats de canvi i constants additives, però les seves estructures són pràcticament idèntiques, només es diferencien en el nombre de rondes. SHA-224 i SHA-384 són versions truncades de SHA-256 i SHA-512 respectivament, calculades amb diferents valors inicials. SHA-512/224 i SHA-512/256 també són versions truncades de SHA-512, però els valors inicials es generen mitjançant el mètode descrit a Federal Information Processing Standards (FIPS) PUB 180-4.

SHA-2 va ser publicat per primera vegada pel National Institute of Standards and Technology (NIST) com a estàndard federal dels EUA (FIPS). La família d'algorismes SHA-2 està patentada als EUA. Els Estats Units han alliberat la patent sota una llicència lliure de drets d'autor.

A partir del 2011, els millors atacs públics trenquen la resistència a la preimatge durant 52 de les 64 rondes de SHA-256 o 57 de les 80 rondes de SHA-512, i la resistència a la col·lisió durant 46 de les 64 rondes de SHA-256.

Figura de la dreta: els components blaus realitzen les següents operacions:

    $\operatorname {Ch} (E,F,G)=(E\land F)\oplus (\neg E\land G)$

    $\operatorname {Ma} (A,B,C)=(A\land B)\oplus (A\land C)\oplus (B\land C)$

    $\Sigma _{0}(A)=(A\!\ggg \!2)\oplus (A\!\ggg \!13)\oplus (A\!\ggg \!22)$

    $\Sigma _{1}(E)=(E\!\ggg \!6)\oplus (E\!\ggg \!11)\oplus (E\!\ggg \!25)$

La rotació per bits utilitza diferents constants per a SHA-512. Els números donats són per SHA-256.

El vermell $\color {red}\boxplus$ és l'addició mòdul 2 ³² per SHA-256, o 2 ⁶⁴ per SHA-512.

Aplicacions

La funció hash SHA-2 s'implementa en algunes aplicacions i protocols de seguretat àmpliament utilitzats, com ara TLS i SSL, PGP, SSH, S/MIME i IPsec.

SHA-256 s'utilitza per autenticar paquets de programari Debian i en l'estàndard de signatura de missatges DKIM; SHA-512 forma part d'un sistema per autenticar el vídeo d'arxiu del Tribunal Penal Internacional del genocidi ruandès. SHA-256 i SHA-512 es proposen per utilitzar-los a DNSSEC. Els proveïdors d'Unix i Linux estan passant a utilitzar SHA-2 de 256 i 512 bits per a un hash segur de contrasenyes.

Diverses criptomonedes, inclosa Bitcoin, utilitzen SHA-256 per verificar transaccions i calcular la prova de treball o la prova de participació. L'augment dels xips acceleradors ASIC SHA-2 ha portat a l'ús d'esquemes de prova de treball basats en scrypt.