Dynamic Access Control in una realtà consortile tramite XACML e smart contract

Le funzioni di Hash sono particolari funzioni che vengono largamente utilizzate in diversi settori dell’informatica. Le funzioni più semplici come CRC o MD5, vengono impiegate per il controllo di errori, mentre quelle più complesse sono usate nella crittografia, nella sicurezza informatica e nell’informatica forense per le loro proprietà di:
✓ Non invertibilità;
✓ deterministiche;
✓ output di lunghezza fissa;
✓ effetto valanga;
✓ semplicità computazionale.

Data una stringa in input, rappresentabile anche da un file, le funzioni di hash producono un output univoco, definito come la sua impronta digitale, fingerprint o più comunemente digest.
La proprietà di output deterministico delle funzioni hash le rende molto utilizzate nel comparare l’uguaglianza di due file, determinando se un file abbia subito delle modifiche.
I seguenti tre esempi permettono di cogliere in modo intuitivo le caratteristiche descritte:

SHA256(“milano”)=>
813d2fbb481e0a17bc053fcd720c5cca09c30c89fbdde699b73fc0a57737092e

SHA256 (“Milano”) =>
d7a016960cba8d6dda57ac74ec15e5a4b78402672883ecdffdb01d1f19501cba

SHA256 (“Milano è il capoluogo della Lombardia”) =>
f14bdf5b346e7314848aa39d7332e4c234f9859a439503a10a71d858a01fb1aa

La SHA è una famiglia composta da diverse funzioni hash crittografiche, sviluppate dalla NSA e pubblicate dal NIST/FISP (Federal Information Processing Standards , 2002), come standard federale per il governo degli Stati Uniti. SHA-1 è anche utilizzato in sistemi di controllo versione, per identificare la revisione dei software e come somma di controllo per verificare l'integrità di file di grosse dimensioni.
Gli algoritmi SHA sono utilizzati negli algoritmi per la firma digitale dei documenti, quali l'HMAC e sono stati presi come base per i cifrari a blocchi SHACAL. Le funzioni sha-1 e sha256 possono accettare un input finito di lunghezza inferiore a 2^64 il quale viene suddiviso in blocchi da 32bit, che producendo rispettivamente digest da 160 e 256 bit.

Alberi di Merkle
Una applicazione che utilizza le funzioni di hash è albero di Merkle conosciuto anche come albero hash.
Sono utilizzati per fornire una memorizzazione efficiente dei dati, riducendo la quantità di informazioni necessarie per dimostrarne la validità.
Per queste caratteristiche sono utilizzati in molti sistemi distribuiti, specialmente nei protocolli di crypto moneta, come Bitcoin, in quanto permettono un riscontro veloce sulla correttezza delle transazioni.
L’albero di Merkle è un albero di tipo binario, le cui foglie sono gli hash dei dati e i cui nodi superiori sono una concatenazione degli hash delle foglie e in modo ricorsivo si procede fino ad alla radice che avrà un valore in funzione di tutti gli hash delle foglie.
Il vantaggio di questa soluzione è che in caso di modifica di una delle foglie non sarà necessario ricalcolare tutto l’albero ma solamente i nodi che si modificano verso la radice, riducendo il numero di calcoli hash da effettuare.
Osservando la figura, se il “Data block 007” dovesse subire una modifica il calcolo dell’albero di merkle imbatterebbe solo quel ramo, cioè vengono ricalcolati: Hash del input (Hash 1-1-1); Hash 1-1; Hash 1) e la radice (Top Hash).
Rispetto al ricalcolo totale degli hash, Merkle introduce un risparmio significativo, in quanto, verrebbero ricalcolati quattro hash su quindici, cioè il 26% degli hash.