A lacuna que um hash simples deixa

Um hash criptográfico prova integridade: se o resumo ainda coincide, os dados não foram alterados. Mas não prova nada sobre quem os produziu. Qualquer um pode fazer hash de uma mensagem, então um resumo enviado junto a uma mensagem não oferece proteção alguma contra um atacante que simplesmente altera a mensagem e recalcula o resumo. Não há segredo envolvido, então não há nada que só o remetente legítimo poderia ter feito.

O HMAC fecha essa lacuna. Ele é um código de autenticação de mensagem: um valor que prova que uma mensagem não foi adulterada e veio de alguém que possui uma chave secreta compartilhada. O verificador recalcula o HMAC com a mesma chave; se coincidir, a mensagem é autêntica.

Adicionando uma chave, da forma certa

A ideia óbvia, apenas fazer hash da chave e da mensagem juntas como hash(chave + mensagem), é sutilmente insegura. Muitas funções de hash (incluindo a família SHA-2) são construídas sobre uma construção vulnerável a um ataque de extensão de comprimento: conhecendo hash(chave + mensagem) e o comprimento do segredo, um atacante pode calcular um hash válido para chave + mensagem + extra sem nunca conhecer a chave. Isso lhe permitiria forjar uma mensagem estendida e ainda válida.

O HMAC (definido na RFC 2104) evita isso fazendo hash duas vezes, com a chave misturada de forma diferente a cada vez. Conceitualmente, ele calcula:

HMAC(K, m) = H( (K XOR opad) + H( (K XOR ipad) + m ) )

onde ipad e opad são duas constantes fixas de preenchimento. O hash interno vincula a chave à mensagem; o hash externo envolve o resultado para que o truque de extensão de comprimento não o alcance. Você não precisa memorizar a fórmula, o ponto é que a estrutura aninhada, e não uma concatenação casual, é o que torna o HMAC sólido.

HMAC versus uma assinatura digital

Ambos provam autenticidade, mas o modelo de confiança difere:

  • O HMAC é simétrico. Uma chave secreta é compartilhada pelos dois lados. Quem pode verificar um HMAC também pode criar um, então ele funciona quando ambas as partes já compartilham uma chave mas não podem provar autoria a um terceiro.
  • Uma assinatura digital é assimétrica. O assinante usa uma chave privada; qualquer um pode verificar com a chave pública. Isso prova autoria ao mundo, a um custo computacional maior.

Escolha HMAC quando dois sistemas compartilham um segredo e precisam de autenticação mútua e rápida; escolha uma assinatura quando os verificadores não podem ser capazes de forjar o que verificam.

Onde você encontra o HMAC

  • Assinatura de requisições de API. Esquemas como o AWS Signature Version 4 assinam cada requisição com HMAC-SHA256 para que o servidor confirme que quem chamou possui a chave secreta.
  • Webhooks. Um provedor envia um HMAC do payload em um cabeçalho; seu endpoint o recalcula para rejeitar chamadas forjadas.
  • JWTs com HS256. Um token assinado com HS256 é literalmente HMAC-SHA256 sobre o cabeçalho e o payload do token. A ferramenta HMAC usa exatamente a mesma construção Web Crypto que o verificador de JWT usa, então os dois concordam por desenho.

Sua mensagem e sua chave nunca saem do navegador; o HMAC é calculado localmente.