सिक्योर हैश एल्गोरिद्म (SHA-512) क्रिप्टोग्राफी में (Secure Hash Algorithm SHA-512 in Cryptography)

परिचय:

Secure Hash Algorithm (SHA) क्रिप्टोग्राफी का एक अत्यंत महत्वपूर्ण घटक है जो डेटा की अखंडता (Integrity) और प्रमाणिकता (Authenticity) सुनिश्चित करता है। यह डेटा को एक निश्चित लंबाई की यूनिक वैल्यू (Hash) में बदल देता है।

SHA-512 एल्गोरिद्म SHA-2 परिवार का हिस्सा है जिसे National Security Agency (NSA) द्वारा विकसित किया गया था और यह 512-बिट लंबाई का Hash Value उत्पन्न करता है।

SHA का विकास इतिहास:

• SHA-0 (1993) — पहला संस्करण, सुरक्षा कमजोरियों के कारण हटाया गया।
• SHA-1 (1995) — 160-bit hash value, अब असुरक्षित मानी जाती है।
• SHA-2 परिवार (SHA-224, SHA-256, SHA-384, SHA-512) — अधिक सुरक्षा और लंबी Hash Values।
• SHA-3 (2015) — Keccak एल्गोरिद्म पर आधारित।

SHA-512 की प्रमुख विशेषताएँ:

• आउटपुट लंबाई: 512 बिट्स (64 बाइट)।
• ब्लॉक साइज: 1024 बिट्स।
• Internal State Size: 8 × 64-बिट शब्द (Words)।
• Rounds: 80 Iterative Operations।
• Hash Function प्रकार: One-way Function (Reverse करना असंभव)।

SHA-512 की प्रक्रिया:

SHA-512 एल्गोरिद्म में निम्नलिखित चरण शामिल हैं:

1. Message Padding: संदेश को 1024-बिट ब्लॉक्स में विभाजित करने के लिए Padding किया जाता है।
2. Parsing: Padding के बाद संदेश को समान आकार के ब्लॉकों में विभाजित किया जाता है।
3. Initialization: 8 Fixed Initial 64-bit Words (H0–H7) से प्रारंभ किया जाता है।
4. Message Schedule: प्रत्येक ब्लॉक के लिए 80 शब्द (W0–W79) उत्पन्न किए जाते हैं।
5. Compression Function: Message और Constant Values पर Bitwise Operations (AND, OR, XOR, ROTATE) लागू की जाती हैं।
6. Final Output: सभी ब्लॉकों के बाद अंतिम Hash Value प्राप्त की जाती है।

गणितीय कार्यप्रणाली:

For each block M:
    Prepare W[0..79]
    For t = 0 to 79:
        TEMP1 = h + Σ1(e) + Ch(e,f,g) + Kt + Wt
        TEMP2 = Σ0(a) + Maj(a,b,c)
        h = g
        g = f
        f = e
        e = d + TEMP1
        d = c
        c = b
        b = a
        a = TEMP1 + TEMP2

SHA-512 Functions:

• Ch(x, y, z) = (x AND y) XOR (¬x AND z)
• Maj(x, y, z) = (x AND y) XOR (x AND z) XOR (y AND z)
• Σ0(x) = ROTR^28(x) XOR ROTR^34(x) XOR ROTR^39(x)
• Σ1(x) = ROTR^14(x) XOR ROTR^18(x) XOR ROTR^41(x)

SHA-512 का उदाहरण:

इनपुट संदेश: “HELLO WORLD”

SHA-512 Hash:

2C74FD17EDAFD80E8447B0D46741EE243B7EB74DD2149A0AB1B9246FB30382F27E853D8585719E0E67CBDA0DAA8F51671064615D645AE27ACB15BFB1447F459B

SHA-512 के उपयोग:

• डिजिटल हस्ताक्षर (Digital Signatures)
• Blockchain (Bitcoin, Ethereum)
• Password Hashing
• Data Integrity Verification
• SSL/TLS Certificates

SHA-512 के लाभ:

• उच्च सुरक्षा और जटिलता।
• Collision Resistance — दो समान Hash बनाना अत्यंत कठिन।
• Pre-image Resistance — Hash से मूल डेटा निकालना असंभव।
• व्यापक उपयोग — Blockchain, Banking, Cybersecurity।

सीमाएँ:

• Computation Heavy (Mobile Devices के लिए धीमा)।
• Memory Intensive।
• कुछ नए एल्गोरिद्म (SHA-3, BLAKE2) अब अधिक कुशल हैं।

निष्कर्ष:

SHA-512 एक अत्यधिक सुरक्षित Hashing Algorithm है जो आधुनिक डेटा सुरक्षा प्रणालियों की रीढ़ है। चाहे डिजिटल हस्ताक्षर हों या ब्लॉकचेन लेनदेन, SHA-512 का उपयोग डेटा की अखंडता सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है।