IF Notes

Aplikasi Fungsi Hash

5 min read

Back to IF4020 Kriptografi

Aplikasi Fungsi Hash

Questions/Cues

  • Bagaimana fungsi hash dipakai untuk menjaga integritas pesan dan file?
  • Mengapa perubahan 1 bit membuat digest berubah drastis?
  • Mengapa hash dipakai untuk menghemat waktu pengiriman dan memverifikasi salinan dokumen?
  • Bagaimana hash dipakai untuk menyimpan password, dan apa gunanya salt?
  • Apa nama lain fungsi hash dalam konteks integritas?

Reference Points

  • IF4020 Kriptografi — Fungsi Hash (Slides 10-23)

1. Menjaga Integritas Pesan

Fungsi hash sangat peka terhadap perubahan sekecil apa pun: berubah 1 bit pada pesan membuat nilai hash berubah signifikan. Caranya:

  1. Simpan nilai hash pesan asli.
  2. Hitung hash pesan yang diterima.
  3. Bila sama, pesan masih asli; bila beda, pesan sudah dimodifikasi.

Mengapa perubahan merambat: pada konstruksi hash iteratif, masukan tiap tahap adalah blok pesan dan luaran tahap sebelumnya:

Bila satu bit di berubah, ikut berubah, dan perubahan ini mempengaruhi seluruh (SHA-1 dan Konstruksi Merkle-Damgard).

Contoh slide: artikel berita suhu Bandung dengan kalimat “suhu tertinggi … adalah 33 derajat Celcius”. Digest (128 bit, hex): 2F82D0C845121B953D57E4C3C5E91E63. Bila 33 diubah menjadi 32, digestnya menjadi 2D1436293FAEAF405C27A151C0491267. Karena nilai lama nilai baru, disimpulkan pesan sudah diubah.

Contoh lain (SHA-256): Yogyakarta kota kenangan c2494851...145707f; mengubah kota menjadi koti f1212f92...6420df (berbeda sekitar separuh dari 256 bit digest).

Karena fungsinya mendeteksi perubahan, hash juga disebut cryptographic checksum, message integrity check (MIC), atau manipulation detection code (MDC).

Aplikasi nyata: program yang diunduh dari internet sering disertai nilai hash (mis. SHA-256 40c68620...6a5d7f untuk sebuah arsip terenkripsi .tar.zst.age yang diunduh lewat BitTorrent); pengguna menghitung hash berkas hasil unduhan lalu membandingkannya dengan nilai yang dirilis.

flowchart TD
    F["File asli"] --> H1["H"] --> D1["digest rilis"]
    U["File unduhan"] --> H2["H"] --> D2["digest hitung"]
    D1 --> C{"sama?"}
    D2 --> C
    C -->|ya| OK["file utuh"]
    C -->|tidak| X["file rusak/dimodifikasi"]

Contoh efek longsor (slide 14): masukan Fox memberi digest 160 bit DFCD 3454 BBEA 788A 751A 696C 24D9 7009 CA99 2D17 (kuverifikasi: SHA-1 dari Fox memang dfcd3454bbea788a751a696c24d97009ca992d17). Gambar yang sama membandingkan kalimat The red fox jumps over the blue dog dengan tiga variannya yang hanya berbeda satu kata (ouer, oevr, oer: satu huruf diganti, dua huruf bertukar, satu huruf dihapus); keempat digestnya sama sekali berbeda.

Contoh penerapan di dunia nyata (slide 15-19):

  • Aplikasi Checksum (macOS) memeriksa berkas HandBrake-1.2.0-2.dmg: pilih algoritma (MD5/SHA-1/SHA-256/SHA-512), tempel hash resmi, dan muncul tanda OK bila sama.
  • Halaman unduhan Symantec (Norton AntiVirus) mencantumkan MD5 berkas di sampingnya (MD5: 869D3E6E...), agar pengunduh bisa memeriksa keutuhannya.
  • Studi kasus Ibam: Ibrahim Arief (@ibamarief) merilis berkas arsip terenkripsi d6993ad34309.tar.zst.age lewat magnet link BitTorrent, dengan SHA-256 40c686202840b8af0325fcac54e2eb43f4f5a736bd9818cbbea78ce1226a5d7f (kunci dekripsi menyusul; ada errata agar tanda $ dihapus dari magnet link). Langkah memeriksanya: (1) unduh dengan qBittorrent dari magnet link, (2) hitung SHA-256 berkas di peramban (mis. alat SHA256 File Hash apivoid, diproses di peramban tanpa mengunggah berkas), (3) bandingkan hasilnya dengan nilai yang dirilis; bila sama, berkas utuh.

2. Menghemat Waktu Pengiriman

Untuk memeriksa apakah salinan dokumen yang berada di tempat jauh isinya sama dengan dokumen asli, lebih efisien mengirim message digest-nya (ukuran kecil) daripada seluruh dokumen lewat email atau WhatsApp (bandwidth besar). Jika digest salinan = digest asli, salinan identik dengan asli.

3. Menormalkan Panjang Data

Panjang password berbeda-beda per pengguna, padahal basis data butuh lebar field yang seragam. Solusinya: simpan nilai hash password, bukan password aktual; panjang digest selalu tetap, dan server cukup membandingkan hash password yang diketik dengan hash yang tersimpan.

Sebelum di-hash, password biasanya ditambah garam (salt), beberapa karakter acak unik per pengguna: . Salt disimpan bersama hash. Dua pengguna dengan password sama tetap berhash berbeda, sehingga serangan tabel hash yang dihitung sebelumnya (rainbow table) tidak berguna.

Contoh salt (slide 22): password CodingN0m4d$ ditambah salt E1F53135E559C253 dihash (hasil 256 bit, mis. 745a859378983dee aa4d8cefe2c1c682 6c567951da560dc2 7f50a13526ead172) basis data menyimpan dua kolom: hash of password with salt dan salt.

Slow hash function (slide 23): dalam skema password yang lebih lengkap, hash yang dipakai sengaja lambat:

  • (a) Memuat password baru: salt + password slow hash function disimpan di berkas password dengan kolom User ID | Salt | Hash code.
  • (b) Memverifikasi password: pilih baris berdasarkan User ID, ambil salt-nya, gabungkan dengan password yang diketik, hitung dengan slow hash function, lalu bandingkan dengan hash code tersimpan.

Pertanyaan pada slide: mengapa dibuat lambat? Jawaban tertulis di slide: menambah overhead bagi penyerang. Satu login sah hanya butuh satu kali hash, tetapi penyerang yang mencoba jutaan tebakan harus membayar biaya itu tiap kali.

Summary

Aplikasi utama fungsi hash: (1) menjaga integritas pesan/berkas, karena perubahan 1 bit mengubah digest secara drastis dan merambat lewat konstruksi (contoh: ubah 33 menjadi 32, atau kota menjadi koti); fungsi ini juga dinamai cryptographic checksum, MIC, atau MDC; (2) menghemat waktu/bandwidth dengan membandingkan digest, bukan seluruh dokumen; (3) menormalkan panjang data, misalnya menyimpan hash password (dengan salt) agar lebar field basis data seragam dan password tidak tersimpan apa adanya.

Graph View

Backlinks