해시란? MD5, SHA-1, SHA-256 쉽게 이해하기

데이터의 지문

해시 함수는 어떤 입력(단어 하나, 문서 하나, 4 GB 동영상)이든 정해진 길이의 짧은 문자열로 바꿉니다. 이것을 해시, 다이제스트, 체크섬이라고 부릅니다. 같은 입력에서는 늘 같은 해시가 나오고, 아주 조금만 바꿔도 완전히 다른 해시가 됩니다.

대문자 하나나 느낌표 하나로 결과의 글자가 모두 바뀝니다. 해시 생성기에서 직접 해 보세요.

좋은 해시 함수의 조건

• 결정적: 같은 입력이면 어느 컴퓨터에서든 같은 해시가 나옵니다.
• 한 방향: 해시에서 입력으로 되돌아갈 수 없습니다.
• 충돌 저항: 같은 해시가 나오는 서로 다른 두 입력을 찾는 것이 사실상 불가능해야 합니다.
• 빠른 계산: 체크섬에는 편리하지만, 바로 이것이 빠른 해시를 비밀번호에 쓰면 안 되는 이유이기도 합니다(뒤에서 설명).

해시는 암호화가 아니다

암호화는 양방향이라 키가 있으면 되돌릴 수 있습니다. 해시에는 키가 없고 되돌릴 수 없습니다. 알 수 있는 것은 일치하는지 여부뿐입니다. Base64는 또 다른 것으로, 누구나 디코딩할 수 있는 단순한 인코딩입니다.

자주 쓰는 알고리즘

각각으로 hello를 해시하면:

• MD5: 5d41402abc4b2a76b9719d911017c592
• SHA-1: aaf4c61ddcc5e8a2dabede0f3b482cd9aea9434d
• SHA-256: 2cf24dba5fb0a30e26e83b2ac5b9e29e1b161e5c1fa7425e73043362938b9824

MD5와 SHA-1이 "깨졌다"는 뜻

MD5와 SHA-1에서는 연구자가 같은 해시가 나오는 서로 다른 파일 두 개를 일부러 만들 수 있습니다. 공격자가 무해한 파일을 체크섬이 같은 해로운 파일로 바꿔치기하거나, 서명된 문서를 위조할 수 있다는 뜻입니다. 둘 다 되돌릴 수는 없고, 우연한 손상이라면 해시가 바뀌므로 MD5 체크섬으로도 다운로드 실패는 찾을 수 있습니다. 다만 아무도 파일을 조작하지 않았다는 증명은 되지 않습니다.

SHA-256과 SHA-512는 2001년에 공개된 SHA-2 계열이며, 알려진 실용적인 공격이 없습니다. 2015년에 표준화된 SHA-3는 다른 설계로, 예비용으로 마련되어 있습니다.

해시의 쓰임새

• 다운로드 확인: 개발사가 파일의 SHA-256을 공개하고, 내 것과 일치하면 같은 파일입니다. 체크섬 확인하는 방법을 보세요.
• 전자 서명과 HTTPS 인증서: 문서나 인증서의 해시를 구하고, 그 해시에 서명합니다.
• Git: 커밋과 파일은 해시로 식별됩니다. Git은 오래 SHA-1을 써 왔지만, 지금은 SHA-256도 지원합니다.
• 비트코인 등 블록체인: 블록은 SHA-256으로 이어져 있습니다.
• 중복 파일 찾기: SHA-256이 같은 두 파일은 같은 파일입니다.

해시와 비밀번호

사이트는 비밀번호 자체가 아니라 그 해시만 저장해야 합니다. 로그인할 때는 입력한 것을 해시해서 비교합니다. 다만 SHA-256은 이 용도에 맞지 않습니다. 너무 빨라서 유출된 데이터베이스를 가진 공격자가 초당 수십억 번 추측할 수 있기 때문입니다. 비밀번호에는 bcrypt, scrypt, Argon2처럼 그 목적으로 만든, 솔트를 쓰는 느린 해시가 필요합니다. 솔트는 해시하기 전에 각 비밀번호에 더하는 무작위 값으로, 같은 비밀번호를 쓰는 두 사람도 해시가 달라집니다.

직접 해 보기

해시 생성기라면 텍스트나 파일의 MD5, SHA-1, SHA-256, SHA-384, SHA-512를 브라우저 안에서 한 번에 계산하고, 공개된 체크섬과 비교할 수 있습니다.