SHA家族
安全散列演算法（英語：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TLS、GnuPG、SSH、S/MIME和IPsec，是MD5的後繼者。但SHA-1的安全性在2010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。SHA-2目前沒有出現明顯的弱點。雖然至今尚未出現對SHA-2有效的攻擊，但它的演算法跟SHA-1基本上仍然相似。
- SHA-3：2015年正式发布，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
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）。
| 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 | ≤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
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
引用
- ^ SHAttered. shattered.it. [2017-02-24]. （原始内容存档于2017-02-23） （英语）.
- ^ Crypto++ 5.6.0 Benchmarks. [2013-06-13]. （原始内容存档于2016-10-14）.
- ^ Found on an AMD Opteron 8354 2.2 GHz processor running 64-bit Linux[2]
- ^ The MD5 Message-Digest Algorithm. [2016-04-18]. （原始内容存档于2017-04-26）.
- ^ The SHAppening: freestart collisions for SHA-1. [2015-11-05]. （原始内容存档于2017-04-19）.
- ^ Announcing the first SHA1 collision. 2017-02-23 [2017-02-23]. （原始内容存档于2017-04-24）.
- ^ The Sponge Functions Corner. [2016-01-27]. （原始内容存档于2012-09-04）.
- ^ The Keccak sponge function family. [2016-01-27]. （原始内容存档于2016-08-06）.
来源
- Eli Biham, Rafi Chen, Near-Collisions of SHA-0, Cryptology ePrint Archive, Report 2004/146, 2004 (to appear CRYPTO 2004) [1]（页面存档备份，存于互联网档案馆）
- 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
- FIPS PUB 180-2，安全雜湊標準
- RFC 3174（页面存档备份，存于互联网档案馆），美國安全雜湊演算法1（SHA1）
- 這個Javascript SHA-1計算機會展示計算過程中的中繼值（页面存档备份，存于互联网档案馆）
- SHA-256在线格计算工具
參見
信息技术主题
计算机科学主题
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