Google震惊密码界：攻破SHA-1加密技术

Posted 2020-09-04 Merlin的公开日志

在美国的2月23日，Google在密码学领域干了件大事，它提交了第一次成功的SHA-1碰撞攻击。谷歌宣布找到SHA-1碰撞的算法，需要耗费110块GPU一年的运算量，并将在90天后公布源码。

 

 

1、首先说说，什么是SHA-1？

SHA-1，被称作哈希(Hash)算法，一个非常流行的加密散列函数。在许多安全协议中广为使用，通常被用做密码加密，文件校验等，曾被视为MD5的后继者，且存在不可逆性。

 

简单来讲：

 

比如，我有一个网站，用户在注册的时候会输入用户名和密码。大家都知道如果密码是明文的方式存储在数据库里的话，那么这个数据一旦泄漏或者内部人员作恶的话，会造成信息安全问题。

 

所以通用的做法是，把用户输入的用户名密码做MD5或SHA-1的运算，这时会生成一个哈希值字串。

 

举例：把“卡拉是条狗”保存为一个TXT文件，计算出这个文本文件的哈希值为b32200d4f3b0c50c5ce7e9801aecbcdce6adcbcc。

因为这个算法的“不可逆”性，仅凭b32200d4f3b0c50c5ce7e9801aecbcdce6adcbcc这串哈希值无法反计算出明文是什么。

 

 

2、再来说说，SHA-1碰撞是怎么一回事？

当散列函数有漏洞，两个文件产生相同的哈希值时，就产生了碰撞。

 

作为证明，Google在公布的结果中，显示了两个不同的PDF文件，经过SHA-1处理后，产生了相同的哈希值。

 

3、SHA-1碰撞会产生什么危害？

这里，为了能够简单易懂，我们先将SHA-1碰撞比喻成军事领域上的情报传递。

 

首先，传递的情报一定都是加密的，不会明文。

通过校验密文，我们可以保证接收到情报的正确性（加密的结果是唯一的，可以保证信息不被篡改），但是这次的问题在于，通过某种方式，我们造出了能得到相同密文的情报C。

 

那么这时候，接受到密文a的人就懵逼了，究竟是该执行进攻，还是执行待命呢？

 

而SHA-1碰撞就好似接收情报，因为它与合法文件有一样的哈希值，所以会让攻击者滥用恶意文件。

 

 

此外，Google 在发表 SHA-1 冲突新闻的Shattered.it 网站上表示：

 

我们已经通过这个实例演示了如何攻破 SHA-1 加密。

 

这项被业内广泛用于数字签名、文件完整性验证、以及保护广泛的数字资产（包括信用卡交易、电子文档、开源软件资源库与软件更新等）的加密标准，现已被实际证明可精心制作出两份冲突的 PDF 文件。

 

它们包含了不同的内容，却拥有相同的 SHA-1 数字签名，意味着一个有效签名可被另一份 PDF 文件所滥用。

 

举例来说，别有用心的人可以利用这种方法制作两份内容不一致的租赁协议，然后用低价‘副本’欺骗他人‘签下’价格更高的那份合约。

 

当然，想要达成 Google 这样的“成就”并非易事，因之实际上共执行了9,223,372,036,854,775,808 次 SHA-1 计算（9×10^18）；破解分为两阶段，分别需要一个CPU 进行 6,500 年，和一个GPU 进行 110 年的计算才可完成。

4、作为普通用户，我们需要恐慌吗？

    显然，Google找到新的破解算法，可以利用110块GPU，一年内完成破解。这里我们不妨猜想：如果是地下黑产，面对一个高价值的目标，会不会动用掌握的数百万台肉鸡电脑的计算能力，在更短的时间内完成碰撞攻击呢？

 

    做为一种老旧的加密演算法，SHA-1 渐渐被后来者如 SHA-2 和 SHA-3 新演算法，以及各种变体取代。三大浏览器 Chrome、微软 Edge / IE 和火狐浏览器都决定弃用 SHA-1。截至今年的1月1日，当你访问一个经由SHA-1加密的网站时，每一个主流的浏览器都会向你发出警告（一般情况是全屏红色），当证书过期后，浏览器将无法存取这些网站。Google 方面也建议 IT 人士采用 SHA-256 等更安全的算法，所以不必过于担心。

 

    随着硬件能力高速发展，GPU已取代CPU来处理数据，导致原有的加密技术面临走下神坛的危机。而任何的安全都是当下的安全，相信时间会改变这一切！