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SHA家族

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安全散列演算法英语:Secure Hash Algorithm,縮寫為SHA)是一個密碼雜湊函數家族,是FIPS所認證的安全雜湊演算法。能計算出一個數位訊息所對應到的,長度固定的字串(又稱訊息摘要)的算法。且若輸入的訊息不同,它們對應到不同字串的機率很高。

SHA家族的演算法,由美國國家安全局(NSA)所設計,並由美國國家標準與技術研究院(NIST)發佈,是美國的政府標準,其分別是:

  • SHA-0:1993年发布,当时称做安全散列标准(Secure Hash Standard),发布之后很快就被NSA撤回,是SHA-1的前身。
  • SHA-1:1995年发布,SHA-1在許多安全協定中廣為使用,包括TLSSSLPGPSSHS/MIMEIPsec,曾被視為是MD5(更早之前被廣為使用的雜湊函數)的後繼者。但SHA-1的安全性在2000年以后已经不被大多数的加密场景所接受。2017年荷兰密码学研究小组CWI和Google正式宣布攻破了SHA-1[1]
  • SHA-2:2001年发布,包括SHA-224、SHA-256、SHA-384、SHA-512、SHA-512/224、SHA-512/256。雖然至今尚未出現對SHA-2有效的攻擊,它的演算法跟SHA-1基本上仍然相似;因此有些人開始發展其他替代的雜湊演算法。
  • SHA-3:2015年正式发布,SHA-3並不是要取代SHA-2,因為SHA-2目前並沒有出現明顯的弱點。由於對MD5出現成功的破解,以及對SHA-0和SHA-1出現理論上破解的方法,NIST感覺需要一個與之前演算法不同的,可替換的加密雜湊演算法,也就是現在的SHA-3。

SHA函数对比[编辑]

下表中的中繼雜湊值(internal state)表示對每個資料區塊壓縮雜湊過後的中繼值(internal hash sum)。

SHA函数对比
算法和变体 輸出雜湊值長度
(bits)
中繼雜湊值長度
(bits)
資料區塊長度
(bits)
最大輸入訊息長度
(bits)
迴圈次數 使用到的運算子 碰撞攻击
(bits)
性能示例[3]
(MiB/s)
MD5(作为参考) 128 128
(4 × 32)
512 无限[4] 64 And, Xor, Rot, Add (mod 232), Or <64
(发现碰撞)
335
SHA-0 160 160
(5 × 32)
512 264 − 1 80 And, Xor, Rot, Add (mod 232), Or <80
(发现碰撞)
-
SHA-1 160 160
(5 × 32)
512 264 − 1 80 <80[5]
(发现碰撞[6]
192
SHA-2 SHA-224
SHA-256
224
256
256
(8 × 32)
512 264 − 1 64 And, Xor, Rot, Add (mod 232), Or, Shr 112
128
139
SHA-384
SHA-512
SHA-512/224
SHA-512/256
384
512
224
256
512
(8 × 64)
1024 2128 − 1 80 And, Xor, Rot, Add (mod 264), Or, Shr 192
256
112
128
154
SHA-3 SHA3-224
SHA3-256
SHA3-384
SHA3-512
224
256
384
512
1600
(5 × 5 × 64)
1152
1088
832
576
无限[7] 24[8] And, Xor, Rot, Not 112
128
192
256
-
SHAKE128
SHAKE256
d (arbitrary)
d (arbitrary)
1344
1088
min(d/2, 128)
min(d/2, 256)
-

SHAd[编辑]

SHAd函數是一個簡單的相同SHA函數的重述:

SHAd-256(m)=SHA-256(SHA-256(m))。它會克服有關延伸長度攻擊的問題。

参考文献[编辑]

引用[编辑]

  1. ^ SHAttered. shattered.it. [2017-02-24] (英语). 
  2. ^ Crypto++ 5.6.0 Benchmarks. [2013-06-13]. 
  3. ^ Found on an AMD Opteron 8354 2.2 GHz processor running 64-bit Linux[2]
  4. ^ The MD5 Message-Digest Algorithm. [2016-04-18]. 
  5. ^ The SHAppening: freestart collisions for SHA-1. [2015-11-05]. 
  6. ^ Announcing the first SHA1 collision. 2017-02-23 [2017-02-23]. 
  7. ^ The Sponge Functions Corner. [2016-01-27]. 
  8. ^ The Keccak sponge function family. [2016-01-27]. 

来源[编辑]

  • Eli Biham, Rafi Chen, Near-Collisions of SHA-0, Cryptology ePrint Archive, Report 2004/146, 2004 (to appear CRYPTO 2004) [1]
  • Florent Chabaud, Antoine Joux: Differential Collisions in SHA-0. CRYPTO 1998. pp. 56–71.
  • Henri Gilbert, Helena Handschuh: Security Analysis of SHA-256 and Sisters. Selected Areas in Cryptography 2003: pp. 175–193.

外部链接[编辑]

參見[编辑]