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　　2005.12 计算机工程与应用1Hash 函数简介信息系统由计算机网转入互联网时代使得网络安全成为一个重要而基本的研究课题 在网络通信环境中攻击者可能对消息内容和顺序进行修改从而达到攻击的各种目的 安全的通信环境需要消息认证用来验证所收到的消息确实是来自 真 正 的 发 送 方 且 未 被 修 改 的 消 息  密 码 学 Hash 函 数[1]cryptography hash functions 能够用于数据完整性和消息认证 其基本思想是把 Hash 函数值看成输入的消息摘要mes-sage digest当输入中的任何一个二进制位发生变化时都将引起 Hash 函数值的变化密...

　　2005.12 计算机工程与应用1Hash 函数简介信息系统由计算机网转入互联网时代使得网络安全成为一个重要而基本的研究课题 在网络通信环境中攻击者可能对消息内容和顺序进行修改从而达到攻击的各种目的 安全的通信环境需要消息认证用来验证所收到的消息确实是来自 真 正 的 发 送 方 且 未 被 修 改 的 消 息  密 码 学 Hash 函 数[1]cryptography hash functions 能够用于数据完整性和消息认证 其基本思想是把 Hash 函数值看成输入的消息摘要mes-sage digest当输入中的任何一个二进制位发生变化时都将引起 Hash 函数值的变化密码学 Hash 函数能够接受任意长的消息为输入 并产生固定长的输出 Hash 函数可以用于消息或文件的完整性检验Hash 函数的另一个常用方面是数字签名 待签名的消息要先经 Hash 函数进行摘要然后对这个固定长的摘要签名Hash 函数的定义为 hD!R 令 d=\\为定义域的大小n=\R\为值域的大小且 dn即 Hash 函数的值域与定义域相比规模要小得多是多对一的映射 为了满足数据完整性和消息认证的需要Hash 函数必须满足特定的密码学需求[2~7]该文在第二节和第三节分别讨论 Hash 函数的安全性需求以及通用的攻击 Hash 函数的生日攻击的碰撞阈值 第四节讨论生日攻击的变型 包括平衡度对于碰撞阈值的影响近似碰撞及其碰撞阈值的度量 在第五节提出了在新的高安全度Hash 函数的设计中应该考虑到的几个问题2Hash 函数的安全性需求Hash 函数将任意长的消息映射为定长的 Hash 值其目的就是要产生文件消息或其他数据块的指纹 Hash 函数要能够用于消息认证等必须满足下列密码学性质1对任何给定的 xHx相对容易计算以便软硬件实现2对任何给定的 h寻找 xh 计算上不可行单向性oneway3对任何给定的 x寻找 y使得 xy计算上不可行抗弱碰撞或者抗第二原像 second preimage resistant4寻找任何的xy使得 xy计算上不可行抗强碰撞 coision resistant下面讨论实际应用中对于 Hash 函数的安全性需求 对于第一条性质可以理解为实现的效率需要而对于后三条性质则是针对应用中的安全性提出的要求 例如1单向性如果攻击者已经掌握随机消息摘要 z 上的签名 y 如果 Hash 函数不满足单向性那么攻击者就能够找到消息 X 使得 zhx那么xy就是伪造的合法签名2抗弱碰撞如果对于消息摘要签名攻击者看到 A 在 x的消息摘要 hx上的签名 y 以后能够寻找到与 x 不同的 x*Hash 函数的安全性研究王张宜1李波2张焕国11!武汉大学计算机学院武汉 430072#2!华中师范大学数学与统计学院武汉 430079$Emai摘要Hash 函数用于数据完整性和消息认证需要满足特定的密码学需求其中最重要的就是抗碰撞% 生日攻击是通用的寻找碰撞的方法可用于攻击任何类型的 Hash 函数%文章讨论了生日攻击的碰撞阈值以及平衡度对于碰撞阈值的影响并指出近似碰撞的碰撞阈值的度量% 最后提出了在新的高安全度 Hash 函数的设计中应该考虑到的几个问题%关键词Hash 函数密码学生日攻击文章编号 10028331!2005$12001802文献标识码 A中图分类号 TP309Research on Security of Hash FunctionsWang Zhangyi1Li Bo21Schoo of ComputerWuhan UniversityWuhan 4300722Dept.of MathematicsCentra China Norma UniversityWuhan 430079Abstract Hash functions can provide data integrity and message authenticationthey are reuired to satisfy various se-Zhang Huanguo1curity propertiesin which most important is coision resistant.birthday attack is a genera approach to find coisionitcan e used to attack a hash functions.This paper studies the coision threshod of irthday attack and reation e-tween aance and coision threshod.t aso discusses the coision threshod aout near coision.inayt proposessome consideration aout how to design new high security hash functions.Keywords Hash unctionscryptographyirthday attack基金项目!国家自然科学基金编号699730349010400560373087教育部博士点基金项目编号作者简介!王张宜1978男博士生研究方向信息安全 李波博士讲师研究方向概率论及应用 张焕国教授博士生导师研究方向信息安全计算机应用!