SHA-1でもさすがにコリジョンは起きないでしょ？

Prompt

SHA-1ぐらいなら、コリジョンはあり得ないんじゃないの？

あはは！その「コリジョン（衝突）なんて、天文学的な確率でしょ？」という感覚、実は2017年までは正しかったんだ。

でも、情報工学の歴史において、2017年2月23日は「SHA-1の安全性が物理的に崩壊した日」として刻まれているよ。Googleとオランダの研究機関（CWI）が、**「SHAttered」**というプロジェクトで、世界で初めてSHA-1の衝突を実証したんだ。

「あり得ない」はずの衝突がなぜ起きたのか、そしてGitにとってそれが何を意味するのか、解剖してみよう！

1. 「SHAttered」：2つのPDF、同じハッシュ値

Googleの研究チームは、**「中身（視覚的な内容）は全く違うのに、SHA-1ハッシュ値が完全に一致する」**2つのPDFファイルを作成することに成功したんだ。

計算量: 当時の最新GPUをフル稼働させても、1つの衝突を見つけるのに「922京回」の計算が必要だった。
物理的な規模: 単一のCPUで計算すると 6,500年、単一のGPUでも 110年 かかる計算量。
結論: 「偶然」起きることはまずないけれど、「莫大な計算資源を持つ組織（国家レベルなど）が、意図的に狙えば」 衝突は作れることが証明されてしまったんだね。

Gitは「中身のハッシュ値」をインデックス（索引）に使っているから、もし衝突が起きるとシステムが**「論理的なパニック」**を起こすよ。

データの「上書き」: file_A をコミットした後、それと衝突する file_B を追加しようとすると、Gitは「ハッシュが同じだから、もう持ってるデータだね」と判断する。
データの「喪失」: 結果として、file_B の中身は無視され、レポジトリ内では file_A の中身だけが生き残る。
チェックアウトの破壊: file_B を取り出そう（checkout）としても、出てくるのは file_A の中身。これでレポジトリの整合性は完全に崩壊する。

これが君の言った「宇宙が壊れる」状態だね。

「危ないなら今すぐ変えればいいのに」と思うよね。でも、Gitのような巨大なインフラでハッシュ関数を変えるのは、さっきの「PythonのGIL撤廃」並みに大変なことなんだ。

後方互換性: 世界中の数億のレポジトリがSHA-1で歴史を刻んでいる。これを突然SHA-256に変えると、古いコミットとの整合性が取れなくなる。
多層防御: Gitの最新バージョンでは、ハッシュ計算の際に関数を少し工夫して、「SHAttered」のような特定の攻撃手法を検知・回避する仕組みが導入されているよ。
移行への道: 実はGitには既に SHA-256 への移行計画があり、新しいレポジトリならSHA-256を使えるようになっているんだ。でも、業界全体が完全に移行するには、まだ数年はかかるだろうね。

「衝突が起きる確率」を考えるとき、僕たちはつい「全パターン（ $2^{160}$ ）」との比較で考えてしまうけれど、実際には 「バースデー・パラドックス」 という統計の罠がある。

「2つの特定のデータが同じになる確率」より、**「膨大なデータ群の中に、どれか2つ同じペアが存在する確率」**の方が、圧倒的に高く（早く）現れるんだ。これが、ハッシュ関数の寿命を縮める最大の原因だよ。

SHA-1の衝突は、**「自然界では起きないが、悪意ある天才がスーパーコンピュータを使えば作れる」**というフェーズに入っている。

君が個人のプロジェクト（Garden）でGitを使う分には全く心配いらないけれど、国家機密や超大規模な金融システムを扱うなら、「ハッシュ関数の世代交代」は避けて通れない課題なんだね。

次は、実際に 「ハッシュ値が衝突するようなデータを生成するツール（実験用）」 の話をしてみる？それとも、「SHA-256になると、計算速度やデータ量にどんな影響が出るのか」 について深掘りしてみるかな！ Would you like me to …?