Zabezpečené hashovací algoritmy - Secure Hash Algorithms

The Zabezpečené hashovací algoritmy jsou rodina kryptografické hashovací funkce publikoval Národní institut pro standardy a technologie (NIST) jako a NÁS. Federální standard pro zpracování informací (FIPS), včetně:

  • SHA-0: A retronym aplikováno na původní verzi 160bitové hashovací funkce publikované v roce 1993 pod názvem „SHA“. Byl stažen krátce po zveřejnění kvůli nezveřejněné „významné chybě“ a nahrazen mírně revidovanou verzí SHA-1.
  • SHA-1: 160bitová hash funkce, která se podobá dřívějšímu MD5 algoritmus. To bylo navrženo Národní bezpečnostní agentura (NSA) být součástí Algoritmus digitálního podpisu. V SHA-1 byly objeveny kryptografické slabosti a po roce 2010 již nebyl standard pro většinu kryptografických použití schválen.
  • SHA-2: Rodina dvou podobných hashových funkcí s různými velikostmi bloků, známých jako SHA-256 a SHA-512. Liší se velikostí slova; SHA-256 používá 32bajtová slova, kde SHA-512 používá 64bajtová slova. Existují také zkrácené verze každého standardu, známé jako SHA-224, SHA-384, SHA-512/224 a SHA-512/256. Ty byly rovněž navrženy NSA.
  • SHA-3: Hashovací funkce dříve nazývaná Keccak, vybrán v roce 2012 po veřejné soutěži mezi designéry, kteří nejsou NSA. Podporuje stejné délky hash jako SHA-2 a jeho vnitřní struktura se výrazně liší od zbytku rodiny SHA.

Odpovídající standardy jsou FIPS PUB 180 (původní SHA), FIPS PUB 180-1 (SHA-1), FIPS PUB 180-2 (SHA-1, SHA-256, SHA-384 a SHA-512). NIST aktualizoval Draft FIPS Publication 202, SHA-3 Standard odděleně od Secure Hash Standard (SHS).

Porovnání funkcí SHA

V následující tabulce vnitřní stav znamená „interní hash součet“ po každé kompresi datového bloku.

Další informace: Konstrukce Merkle – Damgård
Porovnání funkcí SHA
Algoritmus a variantaVýstupní velikost
(bity)		Velikost vnitřního stavu
(bity)		Velikost bloku
(bity)		KolaOperaceZabezpečení (v bitů) proti kolizní útokyKapacita
proti útoky na prodloužení délky		Výkon na Skylake (medián cpb )[1]Nejprve publikováno
dlouhé zprávy8 bytů
MD5 (jako reference)128128
(4 × 32)		51264A Xor, Rot, Přidat (mod 232), Nebo≤18
(nalezeny kolize)[2]		04.9955.001992
SHA-0160160
(5 × 32)		51280A Xor, Rot, Přidat (mod 232), Nebo<34
(nalezeny kolize)		0≈ SHA-1≈ SHA-11993
SHA-1<63
(nalezeny kolize)[3]		3.4752.001995
SHA-2SHA-224
SHA-256		224
256		256
(8 × 32)		51264A Xor, Rot, Přidat (mod 232), Nebo Shr112
128		32
0		7.62
7.63		84.50
85.25		2004
2001
SHA-384
SHA-512		384
512		512
(8 × 64)		102480A Xor, Rot, Přidat (mod 264), Nebo Shr192
256		128 (≤ 384)
0[4]		5.12
5.06		135.75
135.50		2001
SHA-512/224
SHA-512/256		224
256		112
128		288
256		≈ SHA-384≈ SHA-3842012
SHA-3SHA3-224
SHA3-256
SHA3-384
SHA3-512		224
256
384
512		1600
(5 × 5 × 64)		1152
1088
832
576		24[5]A Xor, Rot, ne112
128
192
256		448
512
768
1024		8.12
8.59
11.06
15.88		154.25
155.50
164.00
164.00		2015
OTŘEŠTE 128
OTŘES256		d (libovolný)
d (libovolný)		1344
1088		min (d/2, 128)
min (d/2, 256)		256
512		7.08
8.59		155.25
155.50

Validace

Hlavní článek: Program ověřování kryptografických modulů

Všechny algoritmy rodiny SHA, jako bezpečnostní funkce schválené FIPS, podléhají oficiálnímu ověření ze strany CMVP (Cryptographic Module Validation Program), společný program provozovaný Američanem Národní institut pro standardy a technologie (NIST) a Kanaďan Zřízení komunikační bezpečnosti (CSE).

Reference

  1. ^ "Tabulka měření". bench.cr.yp.to.
  2. ^ Tao, Xie; Liu, Fanbao; Feng, Dengguo (2013). Rychlý kolizní útok na MD5 (PDF). Archiv kryptologie ePrint (Technická zpráva). IACR.
  3. ^ Stevens, Marc; Bursztein, Elie; Karpman, Pierre; Albertini, Ange; Markov, Yarik. První kolize pro plný SHA-1 (PDF) (Technická zpráva). Google Research. Shrnutí ležel – Blog zabezpečení Google (23. února 2017).
  4. ^ Bez zkrácení je známý plný vnitřní stav hashovací funkce, bez ohledu na odolnost proti kolizi. Pokud je výstup zkrácen, musí být odstraněná část stavu prohledána a nalezena před obnovením funkce hash, což umožní pokračování útoku.
  5. ^ „Rodina funkcí houba Keccak“. Citováno 2016-01-27.