SHA家族

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几率很高。

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TLS、GnuPG、SSH、S/MIME和IPsec，是MD5的后继者。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目前没有出现明显的弱点。虽然至今尚未出现对SHA-2有效的攻击，但它的算法跟SHA-1基本上仍然相似。
  • SHA-3：2015年正式发布，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

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

更多信息：Merkle–Damgård construction
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） 		资料区块长度
（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

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

引用

  1. ^ SHAttered. shattered.it. [2017-02-24]. （原始内容存档于2017-02-23） （英语）. 
  2. ^ Crypto++ 5.6.0 Benchmarks. [2013-06-13]. （原始内容存档于2016-10-14）. 
  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]. （原始内容存档于2017-04-26）. 
  5. ^ The SHAppening: freestart collisions for SHA-1. [2015-11-05]. （原始内容存档于2017-04-19）. 
  6. ^ Announcing the first SHA1 collision. 2017-02-23 [2017-02-23]. （原始内容存档于2017-04-24）. 
  7. ^ The Sponge Functions Corner. [2016-01-27]. （原始内容存档于2012-09-04）. 
  8. ^ 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

参见