Algoritmos Hash Comparados: MD5, SHA-1, SHA-256 y Más

Las funciones hash criptográficas son fundamentales para la informática moderna. Verifican la integridad de archivos, protegen contraseñas, autentican mensajes y sustentan la tecnología blockchain. Pero no todos los algoritmos hash son iguales. Esta guía compara los algoritmos más utilizados y te ayuda a elegir el correcto.

¿Qué Es una Función Hash?

Una función hash toma una entrada de cualquier tamaño y produce una salida de longitud fija (el "digest" o "hash"). Las buenas funciones hash tienen tres propiedades clave:

Determinista: La misma entrada siempre produce la misma salida
Efecto avalancha: Un cambio mínimo en la entrada cambia completamente la salida
Unidireccional: Es computacionalmente inviable revertir el hash a la entrada original

Estas propiedades hacen que los hashes sean invaluables para la verificación de integridad de datos y aplicaciones de seguridad.

Comparación de Algoritmos

Algoritmo	Tamaño de Salida	Velocidad	Estado de Seguridad	¿Usar Hoy?
MD5	128 bits	Muy rápido	Roto	Solo checksums
SHA-1	160 bits	Rápido	Roto	No
SHA-256	256 bits	Moderado	Seguro	Sí
SHA-384	384 bits	Moderado	Seguro	Sí
SHA-512	512 bits	Rápido en 64-bit	Seguro	Sí
SHA-3-256	256 bits	Moderado	Seguro	Sí
BLAKE2b	256-512 bits	Muy rápido	Seguro	Sí
BLAKE3	256 bits	Extremadamente rápido	Seguro	Sí

MD5: El Estándar Roto

MD5 fue diseñado por Ronald Rivest en 1991, produciendo un hash de 128 bits. Durante más de una década, fue la opción predeterminada para checksums y verificación de integridad.

Por qué MD5 está roto: En 2004, investigadores demostraron ataques de colisión prácticos — encontrando dos entradas diferentes que producen el mismo hash. En 2008, investigadores crearon un certificado CA fraudulento usando colisiones MD5. Hoy, las colisiones se pueden encontrar en segundos en hardware doméstico.

Cuándo MD5 es aún aceptable: Checksums no relacionados con seguridad, como verificar descargas de archivos donde la manipulación no es una preocupación. Para cualquier cosa relacionada con seguridad, evita MD5 por completo.

SHA-1: Obsoleto pero Persistente

SHA-1, diseñado por la NSA y publicado en 1995, produce un hash de 160 bits. Reemplazó a MD5 como estándar durante muchos años.

Por qué SHA-1 está roto: Google y CWI Amsterdam demostraron una colisión práctica en 2017 (el ataque "SHAttered"). Los principales navegadores dejaron de soportar certificados SHA-1 en 2017. Git originalmente usaba SHA-1 para hashes de commits y está en transición a SHA-256.

Estado actual: Obsoleto para todos los propósitos de seguridad. Si encuentras SHA-1 en sistemas heredados, planifica una ruta de migración a SHA-256 o SHA-3.

SHA-256: El Estándar Actual

SHA-256 pertenece a la familia SHA-2, diseñada por la NSA y publicada en 2001. Produce un hash de 256 bits y es el algoritmo hash seguro más utilizado en la actualidad.

Seguridad: No se han encontrado ataques prácticos contra SHA-256. Proporciona 128 bits de resistencia a colisiones, lo cual se considera suficiente para el futuro previsible.

Rendimiento: SHA-256 es más lento que MD5 y SHA-1, lo cual es en realidad una ventaja cuando se usa para hashing de contraseñas (más lento = más difícil de forzar por fuerza bruta). En CPUs modernos con aceleración por hardware (instrucciones SHA-NI), el rendimiento es excelente.

Dónde se usa SHA-256:

Certificados TLS/SSL
Minería de Bitcoin
Firmas digitales
Firma de código
Verificación de integridad de archivos

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SHA-3: El Estándar Alternativo

SHA-3, basado en el algoritmo Keccak, ganó la competición de funciones hash del NIST en 2012. Utiliza una estructura interna completamente diferente (construcción esponja) que SHA-2.

Por qué SHA-3 importa: Si un avance matemático compromete SHA-2, SHA-3 proporciona una alternativa completamente independiente. Su diseño diferente significa que una vulnerabilidad en SHA-2 es poco probable que afecte a SHA-3.

Adopción: La adopción de SHA-3 ha sido más lenta de lo esperado porque SHA-2 sigue sin ser vulnerado. Se usa cada vez más en aplicaciones blockchain y como hash secundario en arquitecturas de defensa en profundidad.

BLAKE2 y BLAKE3: Campeones de Velocidad

BLAKE2 (2012) y BLAKE3 (2020) son funciones hash modernas diseñadas para rendimiento sin comprometer la seguridad.

Aspectos destacados de BLAKE3:

Más rápido que MD5 en CPUs modernos
Inherentemente paralelo (escala con núcleos de CPU)
Salida de 256 bits
Soporte integrado para hashing con clave y derivación de claves

Para aplicaciones donde la velocidad es crítica y no estás limitado a estándares NIST, BLAKE3 es una excelente opción.

Elegir el Algoritmo Correcto

Para Hashing de Contraseñas

No uses ninguno de los anteriores directamente. Usa funciones de hashing de contraseñas dedicadas: Argon2id (ganador de la Password Hashing Competition), bcrypt, o scrypt. Estas son intencionalmente lentas y exigentes en memoria para resistir ataques de fuerza bruta. Aprende más en nuestra guía de seguridad de contraseñas.

Para Integridad de Archivos

SHA-256 es la opción estándar. Si el rendimiento es crítico y controlas ambos extremos, BLAKE3 es más rápido manteniendo la seguridad.

Para Firmas Digitales

SHA-256 o SHA-384, dependiendo del nivel de seguridad requerido. Las aplicaciones gubernamentales y financieras a menudo exigen SHA-384 o SHA-512.

Para Checksums (Sin Seguridad)

CRC32 o xxHash para velocidad cuando la seguridad no es una preocupación. Si necesitas una garantía criptográfica, SHA-256 es el mínimo.

Para Aplicaciones Blockchain

SHA-256 (Bitcoin), Keccak-256 (Ethereum), o BLAKE2b (Zcash). La elección a menudo depende de los requisitos específicos del protocolo.

Colisiones Hash Explicadas

Una colisión ocurre cuando dos entradas diferentes producen la misma salida hash. La paradoja del cumpleaños significa que las colisiones se encuentran mucho más rápido de lo que podrías esperar:

Para un hash de 128 bits (MD5), una colisión requiere aproximadamente 2^64 operaciones
Para un hash de 256 bits (SHA-256), una colisión requiere aproximadamente 2^128 operaciones

Esta diferencia exponencial es la razón por la que duplicar la longitud del hash proporciona mucho más del doble de seguridad.

Ejemplo Práctico

Así es como la misma entrada se ve en diferentes algoritmos:

Input: "Hello, World!"
MD5:    65a8e27d8879283831b664bd8b7f0ad4
SHA-1:  0a0a9f2a6772942557ab5355d76af442f8f65e01
SHA-256: dffd6021bb2bd5b0af676290809ec3a53191dd81c7f70a4b28688a362182986f

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FAQ

¿Es SHA-256 resistente a la computación cuántica?

SHA-256 es parcialmente resistente a ataques cuánticos. El algoritmo de Grover podría reducir la seguridad efectiva de 256 bits a 128 bits para ataques de preimagen, lo cual aún se considera seguro. Para resistencia a colisiones, las computadoras cuánticas ofrecen menos ventaja. Los estándares de criptografía post-cuántica se centran más en cifrado y firmas que en funciones hash.

¿Debería usar SHA-512 en lugar de SHA-256 para mayor seguridad?

Para la mayoría de aplicaciones, SHA-256 proporciona seguridad suficiente. SHA-512 es en realidad más rápido en procesadores de 64 bits debido a su estructura interna, por lo que puede ser una buena opción por razones de rendimiento. La longitud extra del hash proporciona resistencia adicional a colisiones pero rara vez es el factor decisivo.

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