HASH FONKSİYONLARI VE UYGULAMADAKİ PROBLEMLERİ

Hash fonksiyonları, günümüzde verilerin güvenliği ve bütünlüğü için önemli bir adım olarak kullanılmaktadır. Bu fonksiyonlar, girdi olarak aldıkları herhangi bir veriyi, belirli bir uzunlukta ve benzersiz bir şekilde temsil eden çıktılar üreten matematiksel işlemlerdir. Bu sayede, verilerin değiştiğinde, çıktıları da tamamen değişir ve benzersiz bir şekilde temsil edilir.

“MERHABA” kelimesi için basit bir hash alma fonksiyonu aşağıdaki gibi tanımlanabilir:

Tüm harflerin Türkçe alfabeye göre sayısal değeri hesaplanır. Bu sayısal değerler “M=16”, “E=6”, “R=21”, “H=10”, “A=1”, “B=2”, “A=1” olarak bulunabilir. Tüm değerler toplanır. Sonuç olarak 16+6+21+10+1+2+1=57 olarak bulunur. Sonuç değeri olarak bulunan 57 hash fonksiyonunun sonucudur.

Kısacası hash fonksiyonu (“MERHABA”)=57’dir. 57 değerinden “MERHABA” ifadesi elde edilemez. Ancak “MERHABA” ifadesi aynı hash algoritmasına işleme sokulduğunda her defasında 57 değerini verir.[1]

Hash fonksiyonları, veri bütünlüğünü doğrulamak için sıklıkla kullanılır. Bir veri kümesinin hash değeri hesaplanır ve daha sonra veri kümesi değiştirilirse, hash değeri de değişecektir. Bu sayede, veri bütünlüğü doğrulanabilir ve veri değişiklikleri tespit edilebilir. Hash fonksiyonları ayrıca, parolaların özetlenerek saklanmasında ve şifrelemede de kullanılır.

Hash fonksiyonları, genellikle kriptografik veya güvenli hash fonksiyonları ve kriptografik olmayan veya hızlı hash fonksiyonları olarak ikiye ayrılır. Kriptografik hash fonksiyonları, verilerin güvenliği için daha güvenilir ve daha yüksek bir güvenlik seviyesi sağlar. Bununla birlikte, daha yavaş işlem hızlarına ve daha yüksek hesaplama gücü gereksinimlerine sahiptirler.

Hash fonksiyonları, verilerin güvenliği ve bütünlüğü için kullanılırken, aynı zamanda bazı riskleri de beraberinde getirirler. Hash fonksiyonları, kolaylıkla çözülebilen veya tahmin edilebilen bir hash değeri ürettiğinde, saldırganlar tarafından saldırılabilirler. Bu nedenle, doğru bir hash fonksiyonu seçmek ve güvenliğini doğrulamak önemlidir.

Sonuç olarak, hash fonksiyonları, verilerin güvenliği ve bütünlüğü için önemli bir adımdır. Bu fonksiyonlar, verilerin değiştiğinde, çıktıları da tamamen değişir ve benzersiz bir şekilde temsil edilir. Hash fonksiyonları, parola yönetimi, veri tabanı yönetimi ve şifreleme gibi birçok alanda kullanılır. Bununla birlikte, doğru bir hash fonksiyonu seçmek ve güvenliğini doğrulamak önemlidir.

Hash fonksiyonlarının, özellikle veri bütünlüğü ve güvenliği sağlamak amacıyla sıklıkla kullanılan bir kriptografik araç olduğuna değinmiştik. Ancak, uygulama sırasında bazı sorunlarla karşılaşılabilir. Bu sorunlardan bazıları şunlardır:

1. Çarpışmalar (Collision): Hash fonksiyonları, farklı veri girdilerini benzersiz hash değerleri ile temsil ederler. Ancak, farklı veri girdileri aynı hash değerine sahip olabilir. Bu duruma çarpışma denir. Çarpışmalar, veri bütünlüğünü bozabilir ve doğruluğu garanti edilemeyen verilerin saklanmasına yol açabilir.

2. Güvenlik açıkları: Bazı hash fonksiyonları, saldırganların kolayca tahmin edebileceği veya çözebileceği hash değerleri üretebilir. Bu durum, saldırganların veri bütünlüğünü bozmalarına ve sisteme zarar vermelerine neden olabilir.

3. Performans Sorunları: Kriptografik hash fonksiyonları, yüksek hesaplama gücü gerektirirler ve bu da işlem hızlarını yavaşlatabilir. Büyük veri kümelerinin işlenmesinde performans sorunları yaşanabilir.

4. Güncelleme Sorunları: Hash fonksiyonlarının güvenlik açıkları keşfedildiğinde, güncellenmeleri gerekebilir. Ancak, hash fonksiyonlarının güncellenmesi, özellikle mevcut sistemler üzerinde, zaman ve kaynak maliyetleri gerektirir.

Bu sorunlar, hash fonksiyonlarının doğru şekilde tasarlanması ve uygulanması ile minimize edilebilir. Daha güvenli hash fonksiyonlarının kullanılması, düzenli güncellemelerin yapılması ve güçlü veri bütünlüğü tekniklerinin uygulanması gibi önlemler alınabilir.

Çözümlere kısaca değinecek olursak ,

· Bazı hash fonksiyonları, saldırganların tahmin edebileceği veya çözebileceği bir hash değeri üretirler. Bu durum, saldırganların veri bütünlüğünü bozmalarına veya saldırılara neden olmalarına yol açabilir. Bu tür hash fonksiyonları, kriptografik güvenlik gerektiren uygulamalarda kullanılmamalıdır.

· Örneğin, MD5 hash fonksiyonu, günümüzde artık kriptografik güvenlik gerektiren uygulamalarda kullanılmamaktadır. Bunun yerine, SHA-2 ve SHA-3 gibi daha güvenli hash fonksiyonları tercih edilmelidir.

· Çarpışmaların önlenebilmesi için hash fonksiyonları, yeterince uzun bir çıktı boyutuna sahip olmalıdır. Uzun çıktı boyutları, çarpışma olasılığını azaltır. Ayrıca, hash fonksiyonlarının güncellenmesi ve geliştirilmesi de önemlidir.

· Güvenlik açıklarını önlemek için hash fonksiyonları, kriptografik olarak güvenli olmalıdır. Bunun için, özellikle SHA-2 ve SHA-3 gibi güçlü hash fonksiyonları kullanılmalıdır. Bu fonksiyonlar, çarpışmaların yanı sıra diğer güvenlik sorunlarını da önler.

· Performans sorunlarının üstesinden gelmek için, hash fonksiyonları, hız ve güvenlik arasında bir denge sağlayacak şekilde seçilmelidir. Özellikle büyük veri kümesi işlemlerinde performans sorunları ortaya çıkabilir. Bu sorunu çözmek için, hash fonksiyonlarının uygun şekilde ölçeklendirilmesi ve optimize edilmesi gerekebilir.

· Veri bütünlüğünü korumak için hash fonksiyonlarının kullanımı, tek başına yeterli değildir. Hash fonksiyonları, diğer güvenlik önlemleriyle birlikte kullanılmalıdır. Örneğin, SSL/TLS gibi güvenli iletişim protokolleri veya dijital imza gibi diğer güvenlik mekanizmaları kullanılabilir.

Sonuç olarak, hash fonksiyonları, güvenlik ve bütünlük amaçları için önemli bir araçtır. Ancak, çarpışmalar, güvenlik açıkları ve performans sorunları gibi problemlerle karşılaşılabilir. Bu problemlerin çözümü için hash fonksiyonlarının uygun şekilde tasarlanması ve uygulanması önemlidir

Referanslar:

· Boneh, D., & Shoup

· [1]: beyaz.net

· chat.openai.com

· Menezes, A. J., van Oorschot, P. C., & Vanstone, S. A. (1996). Handbook of Applied Cryptography. CRC Press.

· Rogaway, P. (2004). Cryptographic hash-function basics: Definitions, implications, and separations for preimage resistance, second-preimage resistance, and collision resistance. Lecture Notes in Computer Science, 3796, 371–388.

· Tidwell, J. (2017). Hashing for Beginners. Retrieved from

· https://www.troyhunt.com/hashing-for-beginners/

· National Institute of Standards and Technology (NIST). (2015). Secure Hash Standard (SHS). FIPS PUB 180–4.

· Ristic, I. (2018). Bulletproof SSL and TLS: understanding and deploying SSL/TLS and PKI to secure servers and web applications. Feisty Duck.

· networksimulationtools.com