SHA家族

安全散列算法（英语：，缩写为SHA）是一个密码哈希函数家族，是FIPS所认证的安全哈希算法。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在许多安全协定中广为使用，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，可替换的加密哈希算法，也就是现在的SHA-3。

SHA函数对比

下表中的中继哈希值（internal state）表示对每个数据区块压缩哈希过后的中继值（internal hash sum）。

SHA函数对比
算法和变体 输出哈希值长度
（bits）		 中继哈希值长度
（bits）		 数据区块长度
（bits）		 最大输入消息长度
（bits）		 循环次数 使用到的操作符 碰撞攻击
（bits）		 性能示例[3]
(MiB/s)
MD5（作为参考）128128
(4 × 32)		512无限[4]64And, Xor, Rot, Add (mod 232), Or≤18
（发现碰撞）		335
SHA-0160160
(5 × 32)		512264 − 180And, Xor, Rot, Add (mod 232), Or<34
（发现碰撞）		-
SHA-1160160
(5 × 32)		512264 − 180<63[5]
（发现碰撞[6]）		192
SHA-2SHA-224
SHA-256		224
256		256
(8 × 32)		512264 − 164And, Xor, Rot, Add (mod 232), Or, Shr112
128		139
SHA-384
SHA-512
SHA-512/224
SHA-512/256		384
512
224
256		512
(8 × 64)		10242128 − 180And, Xor, Rot, Add (mod 264), Or, Shr192
256
112
128		154
SHA-3SHA3-224
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, Not112
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.it. [2017-02-24]. （原始内容存档于2017-02-23） （英语）.
  2. . [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. . [2016-04-18]. （原始内容存档于2017-04-26）.
  5. . [2015-11-05]. （原始内容存档于2017-04-19）.
  6. . 2017-02-23 [2017-02-23]. （原始内容存档于2017-04-24）.
  7. . [2016-01-27]. （原始内容存档于2012-09-04）.
  8. . [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) （页面存档备份，存于）
  • 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
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