HMAC یکی از مهم‌ترین روش‌های امنیتی برای تأیید اصالت پیام در شبکه‌ها و سرویس‌های آنلاین است. این مکانیزم با ترکیب یک تابع هش و یک کلید سری، تضمین می‌کند که داده هنگام انتقال تغییر نکرده و فرستنده نیز معتبر است. امروز HMAC در APIها، سیستم‌های بانکی، سرویس‌های ابری و پروتکل‌های رمزنگاری به‌طور گسترده استفاده می‌شود.

HMAC چیست؟

HMAC مخفف Hash‑based Message Authentication Code است و یک روش استاندارد برای اطمینان از صحت و یکپارچگی پیام محسوب می‌شود. این تکنیک با ترکیب یک تابع هش (مانند SHA‑256) با یک کلید سری، یک کد هش یکتا تولید می‌کند که فقط طرفین معتبر قادر به ساخت آن هستند. به همین دلیل حتی اگر مسیر ارتباطی شنود شود، مهاجم نمی‌تواند پیام جعلی تولید کند.

استاندارد HMAC در RFC 2104 تعریف شده و به گونه‌ای طراحی شده که در برابر حملات رایج مانند collision، brute force و replay مقاومت داشته باشد. علاوه بر این HMAC مستقل از الگوریتم هش پایه عمل می‌کند؛ یعنی می‌توان از SHA‑1، SHA‑256، SHA‑3 یا حتی الگوریتم‌های قدیمی‌تر استفاده کرد و همچنان ساختار HMAC ثابت می‌ماند. همین سازگاری و سادگی باعث شده استفاده از آن در اکثر پروتکل‌های امنیتی بسیار رایج باشد.

HMAC چگونه کار می‌کند؟

۱. ترکیب کلید سری با پیام

در اولین مرحله HMAC یک کلید سری (Secret Key) را با پیام ترکیب می‌کند. اگر کلید کوتاه باشد ابتدا طول آن استاندارد می‌شود و اگر بلند باشد هش می‌گردد. سپس کلید با یک بلوک باینری مشخص هم‌اندازه می‌شود تا بتوان آن را با داده اصلی XOR کرد. این مرحله باعث می‌شود خروجی هش وابسته به کلید باشد، نه فقط به پیام.

۲. محاسبه Inner Hash (هش داخلی)

در این مرحله داده اولیه که با کلید و مقدار ثابت Inner Pad ترکیب شده، یک‌بار با تابع هش انتخابی (مثلاً SHA‑256) پردازش می‌شود. نتیجه این مرحله inner hash نام دارد. این بخش، وابستگی داده به کلید را تقویت می‌کند و باعث می‌شود حتی تغییر یک بیت در پیام، خروجی کاملاً متفاوتی ایجاد کند.

۳. محاسبه Outer Hash (هش بیرونی)

در مرحله نهایی خروجی inner hash دوباره با یک مقدار ثابت Outer Pad و همان کلید سری ترکیب شده و یک‌بار دیگر هش می‌شود. نتیجه این مرحله HMAC نهایی است. این دو لایه هش باعث می‌شود مهاجم نتواند از ضعف‌های احتمالی تابع هش پایه سوءاستفاده کند و امنیت HMAC حتی از یک هش معمولی بسیار بیشتر باشد.

کاربردهای HMAC در دنیای واقعی

• احراز هویت API
• امضای پیام و تضمین یکپارچگی داده
• امنیت پروتکل‌های TLS و SSL
• سیستم‌های بانکی و پرداخت الکترونیک
• توکن‌های امنیتی (JWT)
• محافظت از Webhookها
• امنیت پیام در IoT
• ذخیره‌سازی امن Sessionها
• سیستم‌های Backup و Sync امن
• پروتکل‌های VPN

آیا HMAC هنوز امن است؟

بله، HMAC همچنان یکی از امن‌ترین و قابل‌اعتمادترین روش‌های تضمین یکپارچگی و اصالت پیام محسوب می‌شود، به‌ویژه زمانی که همراه با الگوریتم‌های مدرن مانند SHA‑256 یا SHA‑3 استفاده شود. طراحی دو مرحله‌ای آن (inner و outer hash) باعث شده آسیب‌پذیری‌های احتمالی در تابع هش پایه تأثیر چندانی بر امنیت کلی نداشته باشد. در نتیجه HMAC هنوز در استانداردهای امنیتی، سرویس‌های ابری، بانکداری و پروتکل‌های رمزنگاری استفاده می‌شود و هیچ نشانه‌ای مبنی بر منسوخ شدن آن در آینده نزدیک وجود ندارد.

جمع‌بندی…

HMAC یکی از مطمئن‌ترین و پایدارترین روش‌های تأیید اصالت و یکپارچگی پیام در سیستم‌های مدرن است. ترکیب کلید سری با الگوریتم‌های هش قدرتمند، امنیتی فراتر از هش معمولی ایجاد می‌کند و همین ویژگی‌ها باعث شده HMAC امروز در APIها، بانکداری، پروتکل‌های رمزنگاری و سرویس‌های ابری به‌طور گسترده استفاده شود. با وجود پیشرفت الگوریتم‌های رمزنگاری، HMAC همچنان استانداردی امن، سریع و قابل اعتماد باقی مانده است.

سؤالات متداول