¿Qué es un hash y cómo funciona?

Tanto el código hash como las funciones o algoritmos hash son elementos esenciales en el ámbito de la criptografía, siendo una pieza fundamental en las tecnologías blockchain y, por supuesto, en las aplicaciones de firma electrónica.

De hecho, todas las herramientas que permiten generar y verificar firmas digitales, así como comprobar la integridad y no alteración de los documentos firmados, dependen directamente de la utilización de estos códigos hash.

Por tanto, en este artículo analizaremos con todo detalle qué es el hash, cuáles son sus principales aplicaciones prácticas y, por supuesto, cómo se utiliza en el ámbito de la firma electrónica.

Qué es el código hash: significado y características fundamentales

De forma muy sencilla, podemos decir que el código hash es una sucesión alfanumérica (letras y números) de longitud fija, que identifica o representa a un conjunto de datos determinados (por ejemplo, un documento, una foto, un vídeo, etc.).

De hecho, si has visto algún documento oficial rubricado con firma electrónica, es posible que te hayas encontrado ya con este tipo de código en uno de los márgenes o al pie del documento. Así, un ejemplo de hash podría ser un código de este tipo: 9c8245e6e0b74cfccg97e8714u3234228fb4xcd2.

La generación de estos códigos alfanuméricos se realiza a través de lo que se llama función hash. Se trata, simplemente, de un algoritmo matemático que transforma el conjunto de datos de entrada en una expresión alfanumérica que tiene una longitud predeterminada (el código hash propiamente dicho).

Es importante destacar las siguientes características fundamentales de las funciones y códigos hash:

• Los códigos hash identifican de manera inequívoca el documento o conjunto de datos que representan. Por tanto, nunca se van a generar dos hash idénticos si los datos de entrada son diferentes o si se produce alguna alteración del input.
• Por tanto, los códigos hash son únicos. Así, si aplicamos el algoritmo sobre un mismo archivo en varias ocasiones, siempre vamos a obtener la misma secuencia alfanumérica. Por el contrario, cualquier mínima variación de los datos de entrada generarían un código hash completamente distinto.
• Las funciones hash son unidireccionales. Es decir, a partir de los datos de entrada, van a generar el código hash. Sin embargo, partiendo del código hash, no se puede descifrar o inferir cuáles fueron los datos introducidos inicialmente. Esto es fundamental para garantizar la seguridad de la tecnología.

Ahora que ya hemos visto qué es hash y cómo se generan este tipo de códigos, podemos entrar a analizar su utilidad práctica.

Tipos de algoritmos hash: MD, SHA, BLAKE y otros

A lo largo de los años se han ido desarrollando diferentes protocolos o algoritmos de generación de códigos hash. El objetivo siempre ha sido mejorar la seguridad y usabilidad de esta herramienta criptográfica.

Así, algunos de los algoritmos hash más utilizados durante los últimos años son los siguientes:

• MD5. Fue desarrollado en 1991, para sustituir a su predecesor, MD4.
• SHA-1, SHA-2 y SHA-3. Creados por la NSA estadounidense (National Security Agency) entre los años 1993 y 2015, siguen siendo unos de los algoritmos más utilizados en la actualidad.
• BLAKE2 y BLAKE3. Se trata de algoritmos hash de reciente creación. En muchos casos, ofrecen una mayor eficiencia y velocidad en la generación de los códigos que funciones hash anteriores.

Aunque existen muchos otros algoritmos hash (que puedes consultar en este enlace), sin duda, estos son los más utilizados hasta el momento.

Para qué sirve el código hash: aplicaciones prácticas

Como decíamos, los códigos y funciones hash tienen una gran utilidad en el campo de la criptografía y, por descontado, en el de la firma electrónica.

Así, entre otras cuestiones, los códigos hash suelen tener las siguientes aplicaciones prácticas a día de hoy:

• Criptografía y firma electrónica con tecnología blockchain. En este ámbito, los códigos hash permiten identificar de forma inequívoca un archivo o documento y verificar que no ha sufrido ninguna alteración después de su firma.

Así, como veíamos, cualquier modificación de los datos de entrada generaría un hash totalmente diferente, poniendo de manifiesto que el documento ha sido alterado. De igual modo, el hash permite verificar la autenticidad de la firma a través del sistema de claves públicas y privadas. Si quieres saber más acerca de para qué sirve el blockchain, puedes consultar el artículo enlazado.

• Criptomonedas. Los códigos hash son también un elemento imprescindible en el proceso de minado de criptomonedas, a través de la tecnología blockchain. Así, por ejemplo, el cálculo de hashes es lo que permite crear nuevos bloques de Bitcoin, así como verificar la cadena de transacciones realizadas previamente.
• Gestión de contraseñas. Habitualmente, los servicios online guardan y gestionan las contraseñas en formato hash y no en texto, para una mayor privacidad y seguridad. De este modo, en los procesos de recuperación de passwords, también se utilizarían estos códigos en lugar de expresiones de texto plano.
• Detección de malware. La utilización de códigos hash que identifican a determinados programas maliciosos permiten detectarlos y eliminarlos de forma más eficiente y precisa. Por tanto, es una tecnología muy utilizada en la industria de los antivirus.
• Detección de infracciones de derechos de autor. De forma similar al anterior caso, cuando determinados servicios detectan contenidos con derechos de autor, pueden asociarles un hash que sirva para detectar posteriormente nuevos usos de esa material, de forma automática y muy eficiente.

Como puedes ver, se trata de una tecnología muy versátil, que ha permitido implementar grandes avances en materia de seguridad en el ámbito digital. De hecho, una enorme variedad de gestiones y transacciones online, tanto en el ámbito público como en el privado, dependen directamente de la utilización de algoritmos hash.

El hash y la firma electrónica

Como acabamos de ver, la tecnología de generación de códigos hash es un elemento clave en las herramientas de firma electrónica como las diseñadas por Signaturit.

Aunque no es fácil explicar en profundidad cómo funciona esta tecnología a nivel interno, podemos hacer un sencillo recorrido por el proceso de firma electrónica de un documento:

• Generación de hash. En primer lugar, se aplica el algoritmo de generación de hash sobre el documento que se quiere firmar y enviar. Por tanto, en este proceso se va a generar un código hash único a partir de un algoritmo predeterminado, que identifica inequívocamente a dicho documento.
• Firma y encriptación. A continuación, en el proceso de firma, se procede a encriptar ese código hash utilizando la clave privada del firmante.
• Envío. El documento firmado se envía a su destinatario, juntamente con el hash encriptado y la clave pública del firmante.
• Recepción y comprobación. En el momento de la recepción del documento por parte del destinatario, se realizan tres operaciones:
  • Generar un nuevo código hash a partir del documento enviado, utilizando el mismo algoritmo.
  • Utilizar la clave pública del firmante para desencriptar el hash enviado.
  • Comparar ambos hash. Si coinciden exactamente, se considera que la firma es válida y que el documento no ha sido alterado con posterioridad a su firma.

En definitiva, aunque no es difícil comprender qué es un código hash y cómo se genera, la tecnología que lo hace posible es realmente compleja y fruto de muchos años de trabajo. Afortunadamente, nada de esta complejidad se traslada a los procesos de firma electrónica, que cada vez son más rápidos, sencillos y eficientes.