Porovnání kryptografických hashovacích funkcí - Comparison of cryptographic hash functions

Následující tabulky porovnávají obecné a technické informace pro řadu kryptografické hashovací funkce. Další informace najdete v článcích jednotlivých funkcí. Tento článek není vyčerpávající nebo nutně aktuální. Přehled zabezpečení / kryptoanalýzy hash funkce najdete na shrnutí zabezpečení funkce hash.

Obecná informace

Základní obecné informace o kryptografické hashovací funkce: rok, designér, reference atd.

Funkce	Rok	Návrhář	Odvozený od	Odkaz
BLAKE	2008	Jean-Philippe Aumasson Luca Henzen Willi Meier Raphael C.-W. Phan	ChaCha20	webová stránka Specifikace
BLAKE2	2012	Jean-Philippe Aumasson Samuel Neves Zooko Wilcox-O'Hearn Christian Winnerlein	BLAKE	webová stránka Specifikace RFC 7693
BLAKE3	2020	Jack O'Connor Jean-Philippe Aumasson Samuel Neves Zooko Wilcox-O'Hearn	BLAKE2	webová stránka Specifikace
GOST R 34.11-94	1994	FAPSI a VNIIstandart	GOST 28147-89	RFC 5831
HAVAL	1992	Yuliang Zheng Josef Pieprzyk Jennifer Seberry		webová stránka Specifikace
Klokan Dvanáct	2016	Guido Bertoni Joan Daemen Michaël Peeters Gilles Van Assche	Keccak	webová stránka Specifikace
MD2	1989	Ronald Rivest		RFC 1319
MD4	1990			RFC 1320
MD5	1992		MD4	RFC 1321
MD6	2008			webová stránka Specifikace
RIPEMD	1992	Konsorcium RIPE^[1]	MD4
RIPEMD-128 RIPEMD-256 RIPEMD-160 RIPEMD-320	1996	Hans Dobbertin Antoon Bosselaers Bart Preneel	RIPEMD	webová stránka Specifikace
SHA-0	1993	NSA		SHA-0
SHA-1	1995		SHA-0	Specifikace
SHA-256 SHA-384 SHA-512	2002
SHA-224	2004
SHA-3 (Keccak)	2008	Guido Bertoni Joan Daemen Michaël Peeters Gilles Van Assche	RadioGatún	webová stránka Specifikace
Streebog	2012	FSB, InfoTeCS JSC		RFC 6986
Tygr	1995	Ross Anderson Eli Biham		webová stránka Specifikace
vířivá vana	2004	Vincent Rijmen Paulo Barreto		webová stránka

Parametry

Algoritmus	Výstupní velikost (bity)	Velikost vnitřního stavu^{[poznámka 1]}	Velikost bloku	Délka	Velikost slova	Kola
BLAKE2b	512	512	1024	128^{[poznámka 2]}	64	12
BLAKE2s	256	256	512	64^{[Poznámka 3]}	32	10
BLAKE3	Neomezený	256^{[poznámka 4]}	512	64	32	7
GOST	256	256	256	256	32	32
HAVAL	256/224/192/160/128	256	1024	64	32	3/4/5
MD2	128	384	128	–	32	18
MD4	128	128	512	64	32	3
MD5	128	128	512	64	32	64
PANAMA	256	8736	256	–	32	–
RadioGatún	Neomezený^{[poznámka 5]}	58 slov	19 slov^{[poznámka 6]}	–	1–64^{[poznámka 7]}	18^{[poznámka 8]}
RIPEMD	128	128	512	64	32	48
RIPEMD -128, -256	128/256	128/256	512	64	32	64
RIPEMD -160	160	160	512	64	32	80
RIPEMD -320	320	320	512	64	32	80
SHA-0	160	160	512	64	32	80
SHA-1	160	160	512	64	32	80
SHA-224, -256	224/256	256	512	64	32	64
SHA-384, -512, -512/224, -512/256	384/512/224/256	512	1024	128	64	80
SHA-3	224/256/384/512^{[poznámka 9]}	1600	1600 - 2 * bity	–^{[poznámka 10]}	64	24
SHA3-224	224	1600	1152	–	64	24
SHA3-256	256	1600	1088	–	64	24
SHA3-384	384	1600	832	–	64	24
SHA3-512	512	1600	576	–	64	24
Tygr (2) -192/160/128	192/160/128	192	512	64	64	24
vířivá vana	512	512	512	256	8	10

Poznámky

^ The vnitřní stav zde znamená „interní hash součet“ po každé kompresi datového bloku. Většina hashovacích algoritmů také interně používá některé další proměnné, jako je délka dosud komprimovaných dat, protože je to nakonec nutné pro délkovou výplň. Viz Konstrukce Merkle – Damgård pro detaily.
^ Velikost čítače délky zprávy BLAKE2b je 128bitová, ale počítá délku zprávy v bajtech, ne v bitech jako ostatní hash funkce ve srovnání. Může tedy zpracovávat osmkrát delší zprávy, než by navrhovala velikost 128 bitů (jeden bajt se rovná osmi bitům). Délka délky 131 bitů je srovnatelná velikost délky ( ${ displaystyle 8 krát 2 ^ {128} = 2 ^ {131}}$ ).
^ Velikost čítače délky zprávy BLAKE2s je 64bitová, ale počítá délku zprávy v bajtech, ne v bitech jako ostatní hash funkce ve srovnání. Může tedy zpracovávat osmkrát delší zprávy, než by navrhovala velikost 64bitové délky (jeden bajt se rovná osmi bitům). Délka délky 67 bitů je srovnatelná velikost délky ( ${ displaystyle 8 krát 2 ^ {64} = 2 ^ {67}}$ ).
^ Plný přírůstkový stav BLAKE3 zahrnuje zásobník hodnot zřetězení až do velikosti 1728 bajtů. Samotná funkce komprese však k tomuto zásobníku nepřistupuje. Menší zásobník lze také použít, pokud je omezena maximální délka vstupu.
^ RadioGatún je funkce rozšiřitelného výstupu, což znamená, že má výstup neomezené velikosti. Oficiální testovací vektory jsou 256bitové hashe. RadioGatún tvrdí, že má úroveň zabezpečení kryptografické funkce houba Velikost 19 slov, což znamená, že 32bitová verze má při pohledu zabezpečení 304bitové hodnoty hash preimage útoky, ale bezpečnost 608bitového hash při pohledu na kolizní útoky. 64bitová verze má rovněž zabezpečení 608bitové nebo 1216bitové hodnoty hash. Pro účely určení, jak zranitelný je RadioGatún útoky na prodloužení délky, mezi operacemi hašovací komprese jsou vydávána pouze dvě slova ve stavu 58 slov.
^ RadioGatún není konstrukce Merkle – Damgård a jako taková nemá velikost bloku. Jeho opasek má velikost 39 slov; jeho mlýn, což je nejbližší věc, kterou RadioGatún má k „bloku“, je 19 slov velký.
^ Pouze 32bitové a 64bitové verze RadioGatún mají oficiální testovací vektory
^ 18 prázdných kol je v RadioGatúnu použito pouze jednou, mezi koncem fáze mapování vstupu a před generováním výstupních bitů
^ Ačkoli základní algoritmus Keccak má libovolné hash délky, NIST specifikoval výstup 224, 256, 384 a 512 bitů jako platné režimy pro SHA-3.
^ Závisí na implementaci; podle části 7, druhý odstavec ze spodní části stránky 22, FIPS PUB 202.

Funkce komprese

Následující tabulky porovnávají technické informace pro kompresní funkce z kryptografické hashovací funkce. Informace pocházejí ze specifikací, další podrobnosti najdete v nich.

Funkce	Velikost (bity )^{[poznámka 1]}						Slova × Průkazy = Kola^{[poznámka 2]}	Operace^{[Poznámka 3]}	Endian^{[poznámka 4]}
Funkce	Slovo	Strávit	Řetězení hodnoty^{[poznámka 5]}	Výpočet hodnoty^{[poznámka 6]}	Blok	Délka ^{[poznámka 7]}	Slova × Průkazy = Kola^{[poznámka 2]}	Operace^{[Poznámka 3]}	Endian^{[poznámka 4]}
GOST R 34.11-94	32	×8 = 256			×8 = 256	32	4	A B L S	Málo
HAVAL-3-128	32	×4 = 128	×8 = 256		×32 = 1,024	64	32 × 3 = 96	BŘIŠNÍ SVALY	Málo
HAVAL-3-160		×5 = 160
HAVAL-3-192		×6 = 192
HAVAL-3-224		×7 = 224
HAVAL-3-256		×8 = 256
HAVAL-4-128		×4 = 128					32 × 4 = 128
HAVAL-4-160		×5 = 160
HAVAL-4-192		×6 = 192
HAVAL-4-224		×7 = 224
HAVAL-4-256		×8 = 256
HAVAL-5-128		×4 = 128					32 × 5 = 160
HAVAL-5-160		×5 = 160
HAVAL-5-192		×6 = 192
HAVAL-5-224		×7 = 224
HAVAL-5-256		×8 = 256
MD2	8	×16 = 128	×32 = 256	×48 = 384	×16 = 128	Žádný	48 × 18 = 864	B	N / A
MD4	32	×4 = 128			×16 = 512	64	16 × 3 = 48	BŘIŠNÍ SVALY	Málo
MD5	32	×4 = 128			×16 = 512	64	16 × 4 = 64	BŘIŠNÍ SVALY	Málo
RIPEMD	32	×4 = 128		×8 = 256	×16 = 512	64	16 × 3 = 48	BŘIŠNÍ SVALY	Málo
RIPEMD-128		×4 = 128					16 × 4 = 64
RIPEMD-256		×8 = 256					16 × 4 = 64
RIPEMD-160		×5 = 160		×10 = 320			16 × 5 = 80
RIPEMD-320		×10 = 320		×10 = 320			16 × 5 = 80
SHA-0	32	×5 = 160			×16 = 512	64	16 × 5 = 80	BŘIŠNÍ SVALY	Velký
SHA-1		×5 = 160					16 × 5 = 80
SHA-256		×8 = 256	×8 = 256				16 × 4 = 64
SHA-224		×7 = 224	×8 = 256				16 × 4 = 64
SHA-512	64	×8 = 512	×8 = 512		×16 = 1024	128	16 × 5 = 80
SHA-384	64	×6 = 384	×8 = 512		×16 = 1024	128	16 × 5 = 80
Tiger-192	64	×3 = 192	×3 = 192		×8 = 512	64	8 × 3 = 24	A B L S	Nespecifikováno
Tiger-160		×2.5=160
Tygr-128		×2 = 128
Funkce	Slovo	Strávit	Řetězení hodnoty	Výpočet hodnoty	Blok	Délka	Slova × Průkazy = Kola	Operace	Endian
Funkce	Velikost (bity )						Slova × Průkazy = Kola	Operace	Endian

Poznámky

^ Vynechané multiplikátory jsou velikosti slov.
^ Někteří autoři si vyměňují průchody a kola.
^ A: sčítání, odčítání; B: bitový provoz; L: vyhledávací tabulka; S: posun, rotace.
^ Odkazuje to na byte pouze endianismus. Pokud operace sestávají pouze z bitových operací a vyhledávacích tabulek, endianness je irelevantní.
^ Velikost přehledu zpráv se rovná velikosti hodnot zřetězení obvykle. V zkrácených verzích určitých kryptografických hashových funkcí, jako je SHA-384, je první méně než druhá.
^ Velikost zřetězení hodnot se rovná velikosti výpočtových hodnot obvykle. V některých kryptografických hašovacích funkcích, jako je RIPEMD-160, je první menší než druhá, protože RIPEMD-160 používá dvě sady paralelních výpočtových hodnot a poté je kombinuje do jedné sady hodnot zřetězení.
^ Maximální velikost vstupu = 2^{velikost délky} − 1 bity. Například maximální velikost vstupu SHA-1 = 2⁶⁴ - 1 bit.

Viz také

Reference

^ Dobbertin, Hans; Bosselaers, Antoon; Preneel, Bart (21. – 23. Února 1996). RIPEMD-160: Posílená verze RIPEMD (PDF). Rychlé softwarové šifrování. Třetí mezinárodní workshop. Cambridge, Velká Británie. 71–82. doi:10.1007/3-540-60865-6_44.

externí odkazy

ECRYPT Benchmarking kryptografických hashů - měření rychlosti hash funkce na různých platformách
Web funkce ECRYPT Hash - Wiki pro kryptografické hashovací funkce
Projekt SHA-3 - Informace o soutěži SHA-3

[2] The vnitřní stav zde znamená „interní hash součet“ po každé kompresi datového bloku. Většina hashovacích algoritmů také interně používá některé další proměnné, jako je délka dosud komprimovaných dat, protože je to nakonec nutné pro délkovou výplň. Viz Konstrukce Merkle – Damgård pro detaily.

[3] Velikost čítače délky zprávy BLAKE2b je 128bitová, ale počítá délku zprávy v bajtech, ne v bitech jako ostatní hash funkce ve srovnání. Může tedy zpracovávat osmkrát delší zprávy, než by navrhovala velikost 128 bitů (jeden bajt se rovná osmi bitům). Délka délky 131 bitů je srovnatelná velikost délky ( ${ displaystyle 8 krát 2 ^ {128} = 2 ^ {131}}$ ).

[4] Velikost čítače délky zprávy BLAKE2s je 64bitová, ale počítá délku zprávy v bajtech, ne v bitech jako ostatní hash funkce ve srovnání. Může tedy zpracovávat osmkrát delší zprávy, než by navrhovala velikost 64bitové délky (jeden bajt se rovná osmi bitům). Délka délky 67 bitů je srovnatelná velikost délky ( ${ displaystyle 8 krát 2 ^ {64} = 2 ^ {67}}$ ).

[5] Plný přírůstkový stav BLAKE3 zahrnuje zásobník hodnot zřetězení až do velikosti 1728 bajtů. Samotná funkce komprese však k tomuto zásobníku nepřistupuje. Menší zásobník lze také použít, pokud je omezena maximální délka vstupu.

[6] RadioGatún je funkce rozšiřitelného výstupu, což znamená, že má výstup neomezené velikosti. Oficiální testovací vektory jsou 256bitové hashe. RadioGatún tvrdí, že má úroveň zabezpečení kryptografické funkce houba Velikost 19 slov, což znamená, že 32bitová verze má při pohledu zabezpečení 304bitové hodnoty hash preimage útoky, ale bezpečnost 608bitového hash při pohledu na kolizní útoky. 64bitová verze má rovněž zabezpečení 608bitové nebo 1216bitové hodnoty hash. Pro účely určení, jak zranitelný je RadioGatún útoky na prodloužení délky, mezi operacemi hašovací komprese jsou vydávána pouze dvě slova ve stavu 58 slov.

[7] RadioGatún není konstrukce Merkle – Damgård a jako taková nemá velikost bloku. Jeho opasek má velikost 39 slov; jeho mlýn, což je nejbližší věc, kterou RadioGatún má k „bloku“, je 19 slov velký.

[8] Pouze 32bitové a 64bitové verze RadioGatún mají oficiální testovací vektory

[9] 18 prázdných kol je v RadioGatúnu použito pouze jednou, mezi koncem fáze mapování vstupu a před generováním výstupních bitů

[10] Ačkoli základní algoritmus Keccak má libovolné hash délky, NIST specifikoval výstup 224, 256, 384 a 512 bitů jako platné režimy pro SHA-3.

[11] Závisí na implementaci; podle části 7, druhý odstavec ze spodní části stránky 22, FIPS PUB 202.

[12] Vynechané multiplikátory jsou velikosti slov.

[13] Někteří autoři si vyměňují průchody a kola.

[14] A: sčítání, odčítání; B: bitový provoz; L: vyhledávací tabulka; S: posun, rotace.

[15] Odkazuje to na byte pouze endianismus. Pokud operace sestávají pouze z bitových operací a vyhledávacích tabulek, endianness je irelevantní.

[16] Velikost přehledu zpráv se rovná velikosti hodnot zřetězení obvykle. V zkrácených verzích určitých kryptografických hashových funkcí, jako je SHA-384, je první méně než druhá.

[17] Velikost zřetězení hodnot se rovná velikosti výpočtových hodnot obvykle. V některých kryptografických hašovacích funkcích, jako je RIPEMD-160, je první menší než druhá, protože RIPEMD-160 používá dvě sady paralelních výpočtových hodnot a poté je kombinuje do jedné sady hodnot zřetězení.

[18] Maximální velikost vstupu = 2^{velikost délky} − 1 bity. Například maximální velikost vstupu SHA-1 = 2⁶⁴ - 1 bit.

[1] Dobbertin, Hans; Bosselaers, Antoon; Preneel, Bart (21. – 23. Února 1996). RIPEMD-160: Posílená verze RIPEMD (PDF). Rychlé softwarové šifrování. Třetí mezinárodní workshop. Cambridge, Velká Británie. 71–82. doi:10.1007/3-540-60865-6_44.

[1]

[poznámka 1]

[poznámka 2]

[Poznámka 3]

[poznámka 4]

[poznámka 5]

[poznámka 6]

[poznámka 7]

[poznámka 8]

[poznámka 9]

[poznámka 10]

[poznámka 1]

[poznámka 2]

[Poznámka 3]

[poznámka 4]

[poznámka 5]

[poznámka 6]

[poznámka 7]