认证篇——单向散列函数
目錄
一、單向散列函數(shù)簡(jiǎn)介
單向散列函數(shù)的性質(zhì)：
二、單向散列函數(shù)的應(yīng)用：
三、單向散列函數(shù)種類：
1）MD4、MD5
2）SHA（安全散列算法）
3）RIPEMD-160
單向散列函數(shù)SHA-1介紹（可忽略）：
四、對(duì)單向散列函數(shù)的攻擊：
五、單向散列函數(shù)無(wú)法解決的問(wèn)題：
一、單向散列函數(shù)簡(jiǎn)介
單向散列函：又稱為消息摘要函數(shù)、哈希（hash）函數(shù)或雜湊函數(shù)。有一個(gè)輸入和一個(gè)輸出，輸入稱為消息（原像），輸出稱為散列值（消息摘要、指紋）；單向散列函數(shù)可通過(guò)消息計(jì)算出散列值，而散列值可用于檢測(cè)消息的完整性
散列值與消息的長(zhǎng)度無(wú)關(guān)，其長(zhǎng)度永遠(yuǎn)為160bit（20字節(jié)）；單向散列函數(shù)不需要知道消息代表的含義，只將其單純
作為比特序列來(lái)處理
用于確認(rèn)完整性，不需要比對(duì)消息本身，只需要比對(duì)計(jì)算出的散列值即可
單向散列函數(shù)的性質(zhì)：
1）根據(jù)任意長(zhǎng)度消息計(jì)算出固定長(zhǎng)度的散列值
2）能快速計(jì)算出散列值（消息越長(zhǎng)計(jì)算時(shí)間越長(zhǎng)）
3）消息不同散列值也不同（只有1比特的改變，也會(huì)很高概率的產(chǎn)生散列值）
4）具備單向性（可根據(jù)消息計(jì)算散列值，但不能通過(guò)散列值反算消息）
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碰撞：兩個(gè)不同消息產(chǎn)生同一個(gè)散列值稱為碰撞
抗碰撞性：指難以發(fā)現(xiàn)碰撞的性質(zhì)
- 弱抗碰撞性（找到與該消息有相同散列值的一條消息是很困難的）
- 強(qiáng)抗碰撞性（找到與該消息有相同散列值的兩條消息是很困難的）
二、單向散列函數(shù)的應(yīng)用：
1）檢測(cè)軟件是否被篡改（用于驗(yàn)證散列值必須通過(guò)和軟件包獲取不同的、可信任的渠道去獲取）
2）基于口令的加密（PBE，將口令和偽隨機(jī)數(shù)生成器產(chǎn)生的隨機(jī)值混合后計(jì)算器散列值，然后將這個(gè)散列值作為加密的密鑰；使用該方法可抵御針對(duì)口令的字典攻擊）
3）消息認(rèn)證碼（將發(fā)送者和接受者之間的共享密鑰和消息進(jìn)行混合或計(jì)算出的散列值；使用該方法可用于防止通信過(guò)程中的錯(cuò)誤、篡改及偽裝）
4）數(shù)字簽名（計(jì)算消息的散列值，在對(duì)這個(gè)散列值進(jìn)行數(shù)字簽名；非常耗時(shí)）
5）偽隨機(jī)數(shù)生成器（構(gòu)造偽隨機(jī)數(shù)生成器，并需要具備“不肯能根據(jù)過(guò)去的隨機(jī)數(shù)列預(yù)測(cè)未來(lái)的隨機(jī)數(shù)列”）
6）一次性口令（用于服務(wù)端對(duì)客戶端的合法認(rèn)證，并保證口令只在通信鏈路上傳一次）
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三、單向散列函數(shù)種類：
1）MD4、MD5
Message Digest：消息-摘要算法
MD4：于1990年設(shè)計(jì)，可產(chǎn)生128位的散列值。現(xiàn)已不安全
MD5：于1991年設(shè)計(jì)，可產(chǎn)生128位的散列值。現(xiàn)已不安全
2）SHA（安全散列算法）
SHA-1：于1993年設(shè)計(jì)，消息長(zhǎng)度存在上限接近264比特，可產(chǎn)生160比特的散列值
SHA-2：包含SHA-256，SHA-384，SHA-512；其散列值長(zhǎng)度分別為256、384、512，這些消息長(zhǎng)度也存在上限分別為SHA-256接近2^64，SHA-384接近2^128
注：SHA-1的強(qiáng)抗碰撞性已于2005年被攻破
3）RIPEMD-160
于1996設(shè)計(jì)產(chǎn)生的能產(chǎn)生160比特的單向散列函數(shù)。RIPEMD-160是RIPEMD的修訂版
注：RIPEMD的強(qiáng)碰撞性已于2004年被攻破
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單向散列函數(shù)SHA-1介紹（可忽略）：
SHA-1是一種能根據(jù)上限為2^64比特的消息計(jì)算出160比特的散列值的單向散列函數(shù)
1）填充
對(duì)消息進(jìn)行填充處理，以512比特為一輸入分組，使其長(zhǎng)度為512比特的整數(shù)倍。輸入SHA-1的消息應(yīng)大于0小于2^64比特，在末尾添加多余的數(shù)據(jù)，是消息成為512比特的整數(shù)倍
2）計(jì)算W0~W79
根據(jù)輸入分組的512比特計(jì)算出80個(gè)32比特的值（W0~W79）
3）分組處理
對(duì)輸入分組依次進(jìn)行80步驟的處理，計(jì)算5個(gè)32比特的值（A~E）作為SHA-1內(nèi)部狀態(tài)。對(duì)所有分組都進(jìn)行的這一操作
4）單步處理
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四、對(duì)單向散列函數(shù)的攻擊：
1）暴力破解：尋找與原消息產(chǎn)生同一散列值的不同消息（一種試圖破解單向散列函數(shù)的弱抗碰撞性的攻擊）
2）生日攻擊：并非尋找生成特定散列值的消息，而是找到散列值相同的兩條消息，而散列值可為任意（一種試圖破解單向散列函數(shù)的強(qiáng)抗碰撞性的攻擊）
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五、單向散列函數(shù)無(wú)法解決的問(wèn)題：
單向散列函數(shù)只能識(shí)別出消息是否被篡改，無(wú)法識(shí)別發(fā)送消息的人是否偽裝
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總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的认证篇——单向散列函数的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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