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SHA家族

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安全散列算法英语:Secure Hash Algorithm,缩写为SHA)是一个密码散列函数家族,是FIPS所认证的安全散列算法。能计算出一个数字消息所对应到的,长度固定的字符串(又称消息摘要)的算法。且若输入的消息不同,它们对应到不同字符串的机率很高。

SHA家族的算法,由美国国家安全局(NSA)所设计,并由美国国家标准与技术研究院(NIST)发布,是美国的政府标准,其分别是:

  • 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在许多安全协议中广为使用,包括TLSSSLPGPSSHS/MIMEIPsec,曾被视为是MD5(更早之前被广为使用的散列函数)的后继者。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。虽然至今尚未出现对SHA-2有效的攻击,它的算法跟SHA-1基本上仍然相似;因此有些人开始发展其他替代的散列算法。
  • SHA-3:2015年正式发布,SHA-3并不是要取代SHA-2,因为SHA-2当前并没有出现明显的弱点。由于对MD5出现成功的破解,以及对SHA-0和SHA-1出现理论上破解的方法,NIST感觉需要一个与之前算法不同的,可替换的加密散列算法,也就是现在的SHA-3。

SHA函数对比[编辑]

下表中的中继散列值(internal state)表示对每个数据区块压缩散列过后的中继值(internal hash sum)。

SHA函数对比
算法和变体 输出散列值长度
(bits)
中继散列值长度
(bits)
数据区块长度
(bits)
最大输入消息长度
(bits)
循环次数 使用到的运算符 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 ≤18
(发现碰撞)
335
SHA-0 160 160
(5 × 32)
512 264 − 1 80 And, Xor, Rot, Add (mod 232), Or <34
(发现碰撞)
-
SHA-1 160 160
(5 × 32)
512 264 − 1 80 <63[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函数是一个简单的相同SHA函数的重述:

SHAd-256(m)=SHA-256(SHA-256(m))。它会克服有关延伸长度攻击的问题。

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]

参见[编辑]