Hashing — cos’è, algoritmi crittografici e applicazioni

Cos’è l’hashing?

L’hashing è il processo di calcolo di una funzione hash che converte un insieme arbitrario di dati di input in una stringa di bit di lunghezza fissa chiamata digest o valore hash. A differenza della crittografia, l’hashing è un processo unidirezionale: è impossibile recuperare i dati originali dall’hash.

Proprietà di base delle funzioni hash

Le funzioni hash crittografiche hanno quattro proprietà obbligatorie: determinismo (lo stesso input produce sempre lo stesso hash), irreversibilità (è computazionalmente impossibile recuperare l’input dall’hash), effetto valanga (cambiare un bit dell’input modifica in media la metà dei bit dell’hash) e resistenza alle collisioni (è computazionalmente impossibile trovare due input diversi con lo stesso hash).

Differenza dalla crittografia

È importante capire la differenza tra hashing e crittografia. La crittografia è un processo bidirezionale: i dati crittografati possono essere decrittografati con una chiave. L’hashing è un processo unidirezionale: dopo la trasformazione, i dati non possono essere recuperati. Questa proprietà rende l’hashing ideale per la memorizzazione delle password: il sistema memorizza solo l’hash, e anche se il database viene violato, le password rimangono protette.

Funzioni hash crittografiche e non crittografiche

Non tutte le funzioni hash sono ugualmente adatte per compiti di sicurezza. La divisione in categorie crittografiche e non crittografiche è di fondamentale importanza nella scelta di un algoritmo per un compito specifico nello sviluppo mobile.

Funzioni hash crittografiche

Queste funzioni sono deliberatamente lente e complesse per rendere difficili gli attacchi di forza bruta. Devono essere resistenti alle collisioni e agli attacchi di preimmagine. La famiglia SHA-2 (SHA-224, SHA-256, SHA-384, SHA-512) è certificata dal NIST e raccomandata per l’uso nei sistemi governativi. Per l’hashing delle password, vengono inoltre utilizzati gli algoritmi bcrypt, scrypt e Argon2 con complessità regolabile.

Funzioni hash non crittografiche

Queste funzioni sono ottimizzate per la velocità, non per la sicurezza. Esempi: CityHash, MurmurHash, xxHash. Vengono utilizzate in tabelle hash, deduplicazione dei dati e checksum per la verifica rapida dell’integrità di dati non critici. È importante non usarle mai per la memorizzazione di password o la verifica di firme digitali — la loro elevata velocità le rende vulnerabili agli attacchi di forza bruta.

Algoritmi di hashing popolari

Esaminiamo gli algoritmi di hashing più comuni utilizzati nello sviluppo mobile moderno. Ognuno ha i suoi punti di forza e di debolezza.

SHA-256

SHA-256 è un simbolo della crittografia moderna, raccomandato dal NIST come parte dello standard FIPS 180-4. L’algoritmo produce un digest a 256 bit ed è un componente centrale dei protocolli TLS, delle reti blockchain e dei sistemi di controllo versione. Secondo un rapporto di NCC Group (2025), SHA-256 è utilizzato nel 96% dei certificati TLS per firmare la trasparenza dei certificati.

SHA-3 — successore di SHA-2

SHA-3 è la famiglia più recente di funzioni hash, standardizzata dal NIST nel 2015 come FIPS 202. A differenza di SHA-2, costruito sulla struttura Merkle–Damgård, SHA-3 si basa su una diversa costruzione Keccak con una funzione spugna. Ciò rende SHA-3 resistente agli attacchi che potrebbero emergere contro SHA-2 in futuro. Per gli sviluppatori mobile, SHA-3 è disponibile attraverso le librerie crittografiche standard a partire da Android 7.0 e 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 per le password

Gli hash crittografici generici sono insufficienti per la memorizzazione delle password — sono troppo veloci. bcrypt è specificamente progettato per l’hashing delle password: include un sale e un parametro di costo che regola il tempo di calcolo. Raddoppiare il costo raddoppia il tempo di hashing, rendendo la forza bruta inefficace anche su hardware potente.

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 — standard moderno

Argon2 è il vincitore del Password Hashing Competition (2015), raccomandato da OWASP come la scelta migliore per l’hashing delle password. Argon2id è la variante resistente agli attacchi side-channel e agli attacchi di scambio tempo-memoria. A differenza di bcrypt, Argon2 consente di configurare separatamente il tempo di esecuzione, l’uso della memoria e il grado di parallelismo, offrendo una protezione flessibile contro vari tipi di attacchi.

Applicazione dell’hashing nelle app mobili

L’hashing risolve molti compiti pratici nello sviluppo mobile — dall’autenticazione degli utenti alla verifica dell’integrità dei file scaricati. Esaminiamo i casi d’uso principali.

Memorizzazione delle password

Il caso d’uso principale è la memorizzazione sicura delle password lato server. Durante la registrazione, l’app invia la password al server, dove viene hashata con sale utilizzando bcrypt o Argon2 e memorizzata nel database. Durante il login, il server applica l’hash alla password inserita e la confronta con l’hash memorizzato. OWASP raccomanda l’uso di Argon2id con i parametri: tempo 2 secondi, memoria 64 MB, grado di parallelismo 4.

Verifica dell’integrità dei file

Quando si scaricano file di grandi dimensioni come pacchetti OBB o aggiornamenti di contenuti, le app mobili possono verificarne l’integrità attraverso l’hashing. Il server pubblica l’hash SHA-256 del file e l’app calcola l’hash dei dati scaricati e li confronta. Ciò garantisce che il file non sia stato corrotto o manomesso durante la trasmissione. Secondo Google Play Console (2025), la verifica dell’hash delle app certificate previene fino al 99,9% degli attacchi di download corrotto.

Cache e deduplicazione

Gli hash sono attivamente utilizzati per costruire cache efficienti e deduplicazione dei dati. L’indirizzo di un’immagine o di una risposta JSON viene hashato e utilizzato come chiave di cache: su una richiesta ripetuta, il sistema confronta gli hash e restituisce il risultato memorizzato se i dati non sono cambiati. Per questo compito, sono adatte le funzioni hash non crittografiche come MurmurHash o xxHash, che offrono le massime prestazioni.

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
}

Errori comuni nell’uso degli hash

Anche gli sviluppatori esperti commettono errori quando lavorano con l’hashing. Esaminiamo i problemi più comuni che possono annullare tutti i vantaggi della protezione crittografica.

Uso di MD5 o SHA-1

MD5 e SHA-1 sono algoritmi obsoleti per i quali esistono attacchi di collisione pratici. MD5 è stato rotto nel 2004 da un gruppo di ricercatori cinesi (collisione in un’ora). SHA-1 è stato rotto nel 2017 da un team di Google e Centrum Wiskunde & Informatica (attacco SHAttered). Utilizzare questi algoritmi in nuovi progetti è considerato un errore di sicurezza critico secondo la classificazione OWASP.

Hashing senza sale

Hashare le password senza sale è una vulnerabilità critica. Il sale è una stringa casuale, unica per ogni utente, che viene aggiunta alla password prima dell’hashing. Senza sale, due password identiche producono lo stesso hash, consentendo l’uso di tabelle rainbow per il cracking. OWASP raccomanda l’uso di un sale crittograficamente forte di almeno 32 byte, generato separatamente per ogni utente.

Numero insufficiente di iterazioni

Anche usando bcrypt o Argon2, si può ridurre la protezione scegliendo un parametro di costo troppo basso. Secondo OWASP (2025), il numero minimo di iterazioni di bcrypt dovrebbe essere 10 (2^10 = 1024 iterazioni), e per Argon2id, il tempo di calcolo dovrebbe essere di almeno 1 secondo sulla piattaforma target. Parametri troppo bassi rendono gli attacchi di forza bruta praticamente realizzabili su farm di GPU.