Hashing — apa itu, algoritma kriptografi dan penerapan

Apa itu hashing?

Hashing — proses penghitungan fungsi hash yang mengubah kumpulan data masukan sembarang menjadi string bit dengan panjang tetap, yang disebut digest atau nilai hash. Berbeda dengan enkripsi, hashing adalah proses satu arah: memulihkan data asli dari hash tidak mungkin dilakukan.

Properti dasar fungsi hash

Fungsi hash kriptografi memiliki empat properti wajib: determinisme (masukan yang sama selalu menghasilkan hash yang sama), ketidakmampuan balik (secara komputasi tidak mungkin memulihkan masukan dari hash), efek longsoran (perubahan satu bit pada masukan mengubah rata-rata setengah bit hash) dan ketahanan terhadap tabrakan (secara komputasi tidak mungkin menemukan dua masukan berbeda dengan hash yang sama).

Perbedaan antara hashing dan enkripsi

Penting untuk memahami perbedaan antara hashing dan enkripsi. Enkripsi adalah proses dua arah: data terenkripsi dapat didekripsi dengan kunci. Hashing adalah proses satu arah: setelah transformasi, data tidak dapat dipulihkan. Properti ini membuat hashing ideal untuk menyimpan kata sandi: sistem hanya menyimpan hash, dan bahkan jika basis data bocor, kata sandi tetap terlindungi.

Fungsi hash kriptografi dan non-kriptografi

Tidak semua fungsi hash sama-sama cocok untuk tugas keamanan. Pembagian ke dalam kategori kriptografi dan non-kriptografi sangat penting saat memilih algoritma untuk tugas tertentu dalam pengembangan seluler.

Fungsi hash kriptografi

Fungsi-fungsi ini sengaja dibuat lambat dan kompleks untuk mempersulit serangan brute-force. Mereka harus tahan terhadap tabrakan dan serangan preimage. Keluarga SHA-2 (SHA-224, SHA-256, SHA-384, SHA-512) disertifikasi oleh NIST dan direkomendasikan untuk digunakan dalam sistem pemerintahan. Untuk hashing kata sandi, algoritma bcrypt, scrypt, dan Argon2 juga digunakan dengan kompleksitas yang dapat dikonfigurasi.

Fungsi hash non-kriptografi

Fungsi-fungsi ini dioptimalkan untuk kecepatan, bukan keamanan. Contoh: CityHash, MurmurHash, xxHash. Mereka digunakan dalam tabel hash, deduplikasi data, dan checksum untuk verifikasi cepat integritas data non-kritis. Penting untuk tidak pernah menggunakannya untuk menyimpan kata sandi atau memverifikasi tanda tangan digital — kecepatan tinggi membuatnya rentan terhadap serangan brute-force.

Algoritma hashing populer

Mari kita lihat algoritma hashing yang paling umum digunakan dalam pengembangan seluler modern. Masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangan.

SHA-256

SHA-256 — simbol kriptografi modern, direkomendasikan oleh NIST dalam kerangka standar FIPS 180-4. Algoritma ini menghasilkan digest 256-bit dan merupakan komponen utama protokol TLS, jaringan blockchain, dan sistem kontrol versi. Menurut laporan NCC Group (2025), SHA-256 digunakan dalam 96% sertifikat TLS untuk menandatangani certificate transparency.

SHA-3 — penerus SHA-2

SHA-3 — keluarga fungsi hash terbaru, distandarisasi oleh NIST pada tahun 2015 sebagai FIPS 202. Berbeda dengan SHA-2 yang dibangun di atas struktur Merkle–Damgård, SHA-3 didasarkan pada konstruksi Keccak yang berbeda dengan fungsi spons. Hal ini membuat SHA-3 tahan terhadap serangan yang mungkin muncul di masa depan pada SHA-2. Untuk pengembang seluler, SHA-3 tersedia melalui pustaka kriptografi standar mulai dari Android 7.0 dan iOS 13.

import java.security.MessageDigest

fun hashWithSHA256(input: String): String {
    val digest = MessageDigest.getInstance("SHA-256")
    val hashBytes = digest.digest(input.toByteArray())
    return hashBytes.joinToString("") { String.format("%02x", it) }
}

bcrypt untuk kata sandi

Untuk menyimpan kata sandi, hash kriptografi umum tidaklah cukup — mereka terlalu cepat. bcrypt dirancang khusus untuk hashing kata sandi: ia menyertakan garam dan parameter biaya yang mengatur waktu komputasi. Meningkatkan biaya 2 kali lipat menggandakan waktu hashing, membuat serangan brute-force tidak efektif bahkan pada perangkat keras yang kuat.

import at.favre.lib.crypto.bcrypt.BCrypt

fun hashPassword(password: String): String {
    return BCrypt.create()
        .hashToString(BCrypt.MIN_COST, password.toCharArray())
}

fun verifyPassword(password: String, hash: String): Boolean {
    val result = BCrypt.verifyer().verify(password.toCharArray(), hash)
    return result.verified
}

Argon2 — standar modern

Argon2 — pemenang Password Hashing Competition (2015), direkomendasikan oleh OWASP sebagai pilihan terbaik untuk hashing kata sandi. Argon2id — varian yang tahan terhadap serangan saluran samping dan serangan time-memory trade-off. Berbeda dengan bcrypt, Argon2 memungkinkan konfigurasi terpisah untuk waktu eksekusi, penggunaan memori, dan tingkat paralelisme, memberikan perlindungan yang fleksibel terhadap berbagai jenis serangan.

Penerapan hashing dalam aplikasi seluler

Hashing memecahkan banyak tugas praktis dalam pengembangan seluler — dari otentikasi pengguna hingga verifikasi integritas file yang diunduh. Mari kita lihat skenario penggunaan utama.

Penyimpanan kata sandi

Skenario utama — penyimpanan kata sandi yang aman di sisi server. Saat pendaftaran, aplikasi mengirimkan kata sandi ke server, di mana kata sandi tersebut di-hash dengan garam menggunakan algoritma bcrypt atau Argon2 dan disimpan di basis data. Saat masuk, server meng-hash kata sandi yang dimasukkan dan membandingkannya dengan hash yang disimpan. OWASP merekomendasikan penggunaan Argon2id dengan parameter: waktu 2 detik, memori 64 MB, tingkat paralelisme 4.

Verifikasi integritas file

Saat mengunduh file besar, seperti paket OBB atau pembaruan konten, aplikasi seluler dapat memverifikasi integritasnya melalui hashing. Server memublikasikan hash SHA-256 file, dan aplikasi menghitung hash data yang diunduh dan membandingkannya. Ini menjamin bahwa file tidak rusak atau diganti selama transmisi. Menurut Google Play Console (2025), verifikasi hash aplikasi bersertifikat mencegah hingga 99,9% serangan unduhan rusak.

Caching dan deduplikasi

Hash digunakan secara aktif untuk membangun cache yang efisien dan deduplikasi data. Alamat gambar atau respons JSON di-hash dan digunakan sebagai kunci cache: pada permintaan berulang, sistem membandingkan hash dan mengembalikan hasil yang disimpan jika data tidak berubah. Untuk tugas ini, fungsi hash non-kriptografi seperti MurmurHash atau xxHash yang memberikan kinerja maksimum sangat cocok.

import java.security.MessageDigest

fun calculateFileHash(fileBytes: ByteArray): String {
    val digest = MessageDigest.getInstance("SHA-256")
    val hash = digest.digest(fileBytes)
    return hash.joinToString("") { String.format("%02x", it) }
}

fun verifyIntegrity(data: ByteArray, expectedHash: String): Boolean {
    val actualHash = calculateFileHash(data)
    return actualHash == expectedHash
}

Kesalahan umum dalam penggunaan hash

Bahkan pengembang berpengalaman pun membuat kesalahan saat bekerja dengan hashing. Mari kita lihat masalah paling umum yang dapat meniadakan semua keunggulan perlindungan kriptografi.

Penggunaan MD5 atau SHA-1

MD5 dan SHA-1 — algoritma usang yang memiliki serangan tabrakan praktis. MD5 dipecahkan pada tahun 2004 oleh sekelompok peneliti Tiongkok (tabrakan dalam satu jam). SHA-1 dipecahkan pada tahun 2017 oleh tim Google dan Centrum Wiskunde & Informatica (serangan SHAttered). Penggunaan algoritma ini dalam proyek baru dianggap sebagai kesalahan keamanan besar menurut klasifikasi OWASP.

Hashing tanpa garam

Hashing kata sandi tanpa garam — kerentanan kritis. Garam adalah string acak, unik untuk setiap pengguna, yang ditambahkan ke kata sandi sebelum hashing. Tanpa garam, dua kata sandi yang identik akan menghasilkan hash yang sama, memungkinkan penggunaan tabel pelangi untuk brute-force. OWASP merekomendasikan penggunaan garam yang kuat secara kriptografi dengan panjang setidaknya 32 byte, yang dihasilkan secara terpisah untuk setiap pengguna.

Jumlah iterasi yang tidak memadai

Bahkan saat menggunakan bcrypt atau Argon2, perlindungan dapat dilemahkan dengan memilih parameter biaya yang terlalu rendah. Menurut OWASP (2025), jumlah minimum iterasi bcrypt harus 10 (2^10 = 1024 iterasi), dan untuk Argon2id — waktu komputasi setidaknya 1 detik pada platform target. Parameter yang terlalu rendah membuat serangan brute-force praktis dapat dilakukan di GPU farm.