해싱 및 해싱알고리즘

해싱(Hashing)란?

해싱은 임의의 크기를 가진 데이터를 고정된 크기의 데이터로 매핑하는 과정입니다. 해싱의 결과를 해시 값 또는 해시 코드라고 부르며, 이 값은 입력 데이터의 "요약" 또는 "지문"으로 간주됩니다.

해싱은 암호학, 데이터 검색, 데이터 무결성 확인 등 다양한 분야에서 중요한 역할을 합니다.

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해싱의 주요 특징

1. 고정된 출력 크기:

   • 입력 데이터 크기와 상관없이, 해시 알고리즘은 항상 고정된 크기의 출력(해시 값)을 생성합니다.

   • 예: SHA-256은 항상 256비트(32바이트) 출력.

2. 단방향성:

   • 해시 함수는 단방향 함수로, 해시 값을 이용해 원래 입력 데이터를 역추적하는 것이 사실상 불가능합니다.

   • 이는 비밀번호 저장 등 보안에서 중요한 속성입니다.

3. 충돌 저항성:

   • 서로 다른 입력 데이터가 동일한 해시 값을 생성하는 경우를 충돌이라고 하며, 좋은 해시 함수는 충돌 가능성이 극히 낮습니다.

4. 효율성:

   • 해싱은 입력 데이터를 빠르게 처리하며, 해시 값을 계산하는 데 걸리는 시간이 짧습니다.

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SHA-256과 SHA-512란?

SHA(Secure Hash Algorithm)는 데이터를 고정된 길이의 해시 값으로 변환하는 암호화 해시 함수입니다. 이 함수는 데이터를 압축해 생성된 해시 값으로 데이터의 무결성을 검증하거나 암호화 키를 생성하는 데 사용됩니다.

SHA-256과 SHA-512는 각각 SHA-2(SHA-256, SHA-384, SHA-512 등)의 변형입니다. SHA-2는 미국 표준 기술 연구소(NIST)에서 설계한 암호화 알고리즘입니다.

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1. SHA-256

• 해시 길이: 256비트(32바이트)

• 특징:

  • 입력 데이터의 크기에 상관없이 항상 256비트의 고정 길이 해시 값을 반환.

  • 주로 디지털 서명, 블록체인(예: 비트코인)에서 사용.

  • 비교적 적은 리소스를 사용하며, 높은 보안성을 제공.

예시

입력: "Hello, World!"
출력 (SHA-256): 
a591a6d40bf420404a011733cfb7b190
d62c65bf0bcda32b0b380ff2fd58c4a4

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2. SHA-512

• 해시 길이: 512비트(64바이트)

• 특징:

  • 입력 데이터의 크기에 상관없이 항상 512비트의 고정 길이 해시 값을 반환.

  • SHA-256보다 더 긴 해시 값을 제공해, 더 높은 보안성과 충돌 저항성을 제공.

  • 상대적으로 리소스(메모리, CPU) 소모가 큼.

  • 주로 고보안 환경(예: 보안 인증, 암호화 키 생성 등)에서 사용.

예시

입력: "Hello, World!"
출력 (SHA-512): 
2c74fd17edafd80e8447b0d46741ee24
b7e9525e0d069f037b855ff0d5d7162d
7d293da90a91f37a28f5ff2a509d6e1a
...

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SHA-256과 SHA-512의 주요 차이

특징	SHA-256	SHA-512
출력 길이	256비트 (32바이트)	512비트 (64바이트)
보안 수준	보안성 높음	보안성 더 높음
속도	더 빠름	상대적으로 느림
사용 사례	블록체인, 디지털 서명	고보안 환경, 키 생성

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SHA 알고리즘의 특성

1. 단방향성: 해시 값으로부터 원래 데이터를 역추적하는 것이 사실상 불가능.

2. 충돌 저항성: 서로 다른 입력 데이터가 같은 해시 값을 갖는 확률이 매우 낮음.

3. 고정 길이 출력: 입력 데이터의 크기와 상관없이 항상 고정된 길이의 해시 값을 반환.

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사용 사례

• 비밀번호 저장: 비밀번호를 직접 저장하지 않고, 해시 값을 저장하여 보안을 강화.

• 데이터 무결성 확인: 파일의 해시 값을 계산하고 비교하여 파일이 손상되거나 변조되지 않았는지 검증.

• 암호화 키 생성: 암호화 알고리즘에서 키를 생성하는 데 사용.

• 블록체인: 트랜잭션 검증 및 블록 연결을 위한 보안 해시 생성.