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发表于 2017-2-24 23:33:14
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来自北京
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Google 的安全团队刚刚创造了计算机加密学在 2107 年的第一个里程碑：他们攻破了 SHA-1 安全加密算法。. R- y0 H: h, ?3 _% x) M' t! G
3 |( ?$ M0 O- v. \. D8 a这是一件相当令人感到激动的事件，原因还要从 SHA-1 到底是个什么东西说起。2 a1 @! W) O0 [
SHA-1 是什么？SHA-1（全称 Secure Hash Algorithm-1）是一种安全加密算法，最主要的用途是数字签名。6 O( r% H, r4 G( F" \* w( H& r
举个例子：你肯定在电脑上下载过软件吧？是否记得，文件的上传者曾提醒过你，在下载后要校验文件？有没有见过类似于下图中这样的文字？( \& j% v& j+ E4 }3 c" F+ E5 B
G# o, f5 i& V0 r! L这是因为，使用类似于 SHA-1、MD5 这样的哈希算法，对任何文件，无论文本文档、表格、音乐mp3、PDF、可执行文件等进行计算后，都会得出像上图中这样的字段（哈希值）。在过去只要文件不同，对应的哈希值都绝对不一样，就像是给每个文件都加上了数字的签名。
- C% e. o/ i& `) e就 SHA-1 来说，每个文件出来的哈希值应该是 40 个英/数字：比如上面这张图片的 SHA-1 值是：
' H0 e- v: L8 @& f% p3 s1E2FF30C5FD327C438F76C3ACBE97AAFB9AEDF7E对于下载者来说，原文件的哈希值很重要：当你下载了一个软件，用文件校验工具查看它的 SHA-1/MD5 值，如果和原文件的不一样，你就得小心了，因为文件显然被修改过了，而里面可能包含了病毒或其他恶意代码。
: s5 Z/ C* n7 H8 ~$ A
8 b7 i) V% u$ t6 E文件哈希值校验实例9 V; A" ?5 ~$ t" X9 K
SHA-1 和 MD5 是目前世界上最为常用的文件校验加密算法。其中，SHA-1 已经诞生 10 年之久，在过去一直被认为是比较安全和可靠的算法——直到今天。 W0 |1 O M' Z+ h! R. {+ _
但是！Google 和 CWI 一起研究出了一种方法，能够让两个不同的文件，采用 SHA-1 演算之后，呈现出完全一致的哈希值。$ b' W! M4 H4 H5 I! I
怎样攻破的？( ^! Y, y7 p' {% `6 I1 C
9 S( o3 U! } `$ ]% u; p这次攻破被命名为 SHAttered attack。研究者提供了两张内容截然不同，在颜色上存在明显差异，但 SHA-1 哈希值却完全相同的 PDF 文件作为证明：% Q9 v- r0 v4 g; Z8 j3 X3 ^
( F, B0 \6 b3 ^* b3 d
上方为两张截然不同的 PDF，下方是它们各自的 SHA-1 和 SHA-256 哈希值7 z" i9 t9 I; E+ E
在博客中，研究者写道：' P- ^8 N4 v* n; y6 Z8 y
哈希碰撞（hash collision，即两个不同文件哈希值一致，也有译作哈希冲突）本来不应该发生。但实际上，当哈希算法存在漏洞时，一个有足够实力的攻击者能够制造出碰撞。进而，攻击者可以用去攻击那些依靠哈希值来校验文件的系统，植入错误的文件造成恶果。举个例子，两份条款完全不同的保单。5 Y) a/ s$ C5 X
本次 Google 对其进行攻破花费了巨量的算力：总计 9,223,372,036,854,775,808——超过 9 兆（亿亿）次演算。8 E6 p/ B$ \' j
研究者们介绍，破解分为两个阶段，分别需要一个 CPU 进行 6500 年，和一个 GPU 进行 110 年的计算才可以完成。这是因为他们采用了自行研发的 Shattered 破解方法，其效率远胜于使用暴力破解。而且 Google 云平台提供的大规模计算技术，显著减轻了负担。( g$ y c" [+ d* `# `; ?( m. F
这也是为什么必须“有足够实力的攻击者”才能攻破……
7 {5 s0 G( q; W) J需要恐慌吗……着急杀死 SHA-1，也是 Google 未雨绸缪的决定。2012 年安全技术专家布鲁斯·施奈尔曾经估计，完成一次 SHA-1 碰撞在 2012 年需要耗费 277 万美元，到 2015 年则降到 70 万美元，2021 年只需要 4.3 万美元。他还暗示，到 2018 年就会有犯罪集团具备伪造 SHA-1 签名证书的能力。
: u( Q, e* E4 ~. `" p3 H4 Y但至少目前，人们并不需要恐慌。首先就事件本身而言，普通网友不需要担心有人会用它做坏事，因为 Google 漏洞披露政策规定，本次 SHAttered attack 的研究者需要等待 90 天才能发布原始代码。就算掌握了代码，至少也得有 Google 这种水平的大规模计算能力……$ @2 d& s: k. b, f
另外，研究者上线了一个网站 shattered.io，网友可以上去了解更多技术细节，还可以上传自己的文件，测试自己的文件是否安全。1 G* a* L' R" n( W7 M# O _
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作为一种老旧的哈希算法，SHA-1 正在被其后来者，比如 SHA-2 和 SHA-3 新算法以及它们的各种变体所取代。三大浏览器 Chrome、微软 Edge/IE 和火狐浏览器都决定弃用 SHA-1。, b" E& z1 {; B! k [0 c: S
早在 2014 年，Google 就宣布了逐渐放弃 SHA-1 的决定。去年开始，Google 的 Chrome 浏览器已经不再支持 SHA-1 证书，会将其标记为不安全。当证书过期之后，浏览器将无法访问这些网站。Google 方面也推荐 IT 人士采用 SHA-256 等更安全的算法。3 ~4 G' B% e! j) S/ j
微软 Edge 浏览器团队此前在其博客中表示，将于 2017 年中开始弃用 SHA-1。但据《福布斯》网络版报道，另一位安全专家凯文·贝尔蒙特则在 Twitter 上指出，弃用 SHA-1 的 Windows 安全更新本应该在 2 月早些时候推送，但仍处于延期发布的状态。
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去年 10 月，火狐浏览器的开发商 Mozilla 也宣布了同样的决定。
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最后再送上：一张图看懂 SHAttered attack（Google 官方制作）
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