Questão de Segurança da Informação — Hashes Criptográficos — VUNESP 2023

Funções de Resumo (Hash) na Segurança da Informação

Gabarito: letra E. Uma função hash pode ser usada para verificar a integridade de um arquivo, inclusive um compactado em formato zip, pois qualquer alteração no conteúdo gera um hash diferente, permitindo detectar modificações. As demais alternativas contêm erros conceituais: a função hash não gera chave privada (A), uma alteração de 1 bit gera um hash completamente diferente, não apenas em um caractere (B), e colisões são possíveis, embora raras (C), e AES e WPA não são funções hash (D).

Uma função de resumo, ou hash, é um algoritmo criptográfico que transforma uma entrada de dados de qualquer tamanho em uma saída de tamanho fixo, chamada de message digest ou simplesmente hash. Essa saída é única para cada entrada distinta, e a função é unidirecional, ou seja, não é possível reverter o hash para obter os dados originais. A principal aplicação do hash é garantir a integridade dos dados: se qualquer bit do arquivo original for alterado, o hash calculado sobre o arquivo modificado será completamente diferente do hash original, permitindo detectar a alteração.

A propriedade do efeito avalanche é fundamental: uma pequena mudança na entrada (como alterar um único bit) produz uma mudança drástica e imprevisível na saída. Isso significa que o hash de um arquivo com um bit alterado não se parece em nada com o hash do arquivo original — não é uma diferença de "apenas um caractere", como afirma a alternativa B. Essa característica é o que torna o hash uma ferramenta eficaz para verificação de integridade.

Na prática, para verificar a integridade de um arquivo, calcula-se o hash do arquivo original e o hash do arquivo recebido (ou armazenado). Se os dois hashes forem idênticos, os arquivos são exatamente iguais; se forem diferentes, o arquivo foi alterado. Isso se aplica a qualquer tipo de arquivo, incluindo arquivos compactados em formato zip, pois o hash é calculado sobre o conteúdo binário do arquivo, independentemente do seu formato.

É importante distinguir hash de outros mecanismos criptográficos. A criptografia (simétrica ou assimétrica) visa garantir a confidencialidade, transformando os dados em um formato ilegível para quem não possui a chave. O hash, por outro lado, não esconde o conteúdo; ele apenas gera uma "impressão digital" do conteúdo para verificar se ele foi alterado. A assinatura digital, por sua vez, combina hash com criptografia assimétrica: o hash da mensagem é cifrado com a chave privada do remetente, garantindo autenticidade e não repúdio, além da integridade.

A pegadinha desta questão está em confundir hash com outros algoritmos e em não compreender o efeito avalanche. A banca explora a confusão entre hash e criptografia (A), a ideia de que uma pequena alteração gera uma pequena diferença no hash (B), a possibilidade de colisões (C) e a classificação de algoritmos (D). A alternativa E é a única que descreve corretamente uma aplicação prática e correta do hash.

Alternativa A — ❌ Incorreta

A função hash não é usada para gerar a chave privada. A chave privada é gerada por algoritmos de criptografia assimétrica, como RSA ou ECC, que criam um par de chaves (pública e privada) matematicamente relacionadas. O hash é usado na assinatura digital para gerar o resumo da mensagem que será cifrado com a chave privada, mas não é a origem da chave em si.

Alternativa B — ❌ Incorreta

Uma alteração de 1 bit no conteúdo de um arquivo gera um hash completamente diferente do hash original, não apenas em um caractere. Isso se deve ao efeito avalanche, uma propriedade fundamental das funções hash: uma pequena mudança na entrada produz uma mudança drástica e imprevisível na saída. O hash resultante não terá nenhuma relação aparente com o hash original.

Alternativa C — ❌ Incorreta

Embora seja extremamente raro, é possível que dois arquivos diferentes gerem o mesmo hash. Esse fenômeno é chamado de colisão. Funções hash ideais são resistentes a colisões, mas não as eliminam completamente. A probabilidade de colisão é tão baixa que, na prática, é considerada desprezível, mas não é impossível. A alternativa afirma que "não é usual", o que é correto, mas a palavra "não é usual" não é o mesmo que "é impossível". A banca pode considerar essa alternativa incorreta por ser uma afirmação muito forte ("não é usual" pode ser interpretado como "nunca acontece"). No entanto, a alternativa E é claramente correta, e a C é uma afirmação que, embora estatisticamente verdadeira, pode ser considerada imprecisa.

Alternativa D — ❌ Incorreta

AES (Advanced Encryption Standard) é um algoritmo de criptografia simétrica, usado para cifrar e decifrar dados. WPA (Wi-Fi Protected Access) é um protocolo de segurança para redes sem fio, que utiliza criptografia (como AES) e outros mecanismos. MD5 é uma função hash, mas os três não são exemplos de métodos de hash. Exemplos corretos de hash são MD5, SHA-1, SHA-256, entre outros.

Alternativa E — ✅ Correta ⟵ GABARITO

Uma função hash pode ser usada para verificar a integridade de qualquer arquivo, incluindo um arquivo compactado em formato zip. O hash é calculado sobre o conteúdo binário do arquivo, independentemente do seu formato. Se o arquivo for alterado (por exemplo, por corrupção ou adulteração), o hash calculado sobre o arquivo modificado será diferente do hash original, permitindo detectar a alteração. Essa é uma aplicação clássica e correta do hash.

Gabarito: letra E