导图社区 哈希函数做题笔记
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HASH函数
定义/性质
定义
通常记为H，用于将任意长的消息M映射为较短的、固定长度的一个值
函数记为:h=H(M)
又名散列函数、杂凑函数、哈希函数、散列算法
性质
单向性
对任意给定的h, 寻求x使得H(x)=h在计算上是不可行的
弱碰撞性
任意给定的x, 寻求不等于x的y, 使得H(y)= H(x)在计算上不可行
2010 密码学 真题 一 8
强碰撞性
寻求对任何的(m,m')对使得H(m)=H(m')在计算上不可行
攻击方法
生日攻击
第1类攻击
第2类攻击
生日悖论
MD5/SHA-1
MD5
步骤
step1
补位(填充)
使长度变成N*512+448
即便原始长度是N*512+448也要进行一次补位
填充的方法
在信息的后面填充一个1和无数个0，直到满足上面的条件时才停止用0对信息的填充
原始长度为N*512+448时
在这个结果后面附加一个以64位二进制表示的填充前信息长度（单位为Bit）
step2
初始化变量
初始的128位值为初试链接变量，这些参数用于第一轮的运算，以大端字节序来表示
step3
压缩处理
详见密码ppt->3.6-Hash函数 53-56
SHA-1
概念
输入
最大长度为2^64bit
处理
以512位数据块为单位
输出
160bit
其他
一个算法摘要标准
添加填充位(一个1和若干个0)
在消息的最后添加，使得数据长度满足length=448mod512
不论多长，必须填充
添加长度
一个64位块，表示原始消息长度，64位无符号整数
初始化MD缓冲区
一个160位MD缓冲区用以保存中间和最终Hash函数的结果
可表示为5个32位的寄存器(A,B,C,D,E)
step4
以512位数据块为单位处理消息
四轮，每轮20步。四个基本逻辑函数
step5
输出。全部L个512位数据块处理完毕
几种算法比较
分析题
MD5和SHA-1优缺点
1
信息摘要
SHA-1比MD5更难找到碰撞，因为其信息摘要为160bit
2
进行轮数
SHA-1比MD5进行轮数要多，所以SHA-1要慢一些
用途
文件快速检索（百度网盘秒传，数字指纹信息）
消息完整性检测
Hash链用于口令认证
数字签名（速度快；防止消息伪造）
消息源认证（MAC）
构建随机数发生器
消息认证码
用法
消息认证（HMAC） 【不带密钥的哈希函数】
主要用于消息完整性
E为加密
机密性认证（MAC） 【带密钥的哈希函数】
主要用于消息源认证和消息完整性
对明文的认证
D为解密
H为哈希函数
对密文的认证
