5.4 Hash函数

• 学习目标：

     

1.掌握哈希函数的概念。

2.理解哈希函数的特点。

3.掌握哈希函数和加密函数的综合使用。

4.掌握哈希函数设计的要求。

5.掌握基于哈希函数的认证方法。

6.理解哈希函数的迭代型结构。

7.掌握MD5算法的4个步骤。

8.掌握SHA算法的4个步骤。

9.掌握对哈希函数三个级别的攻击。

10.理解次预映射攻击。

11.掌握生日悖论

12.理解生日攻击

• 学习内容：

1.哈希函数：也称为散列函数、杂凑函数，是对不定长的输入产生定长输出的一种特殊函数。哈希函数的输出值：散列值、Hash值、散列码和哈希值，一般长度为：128位或160位。

2.哈希函数特点：单向性。

3.哈希函数的用法：

4.哈希函数和加密体制的综合应用：对消息产生的哈希值进行加密传输。由于Hash值位数少，所以加密和解密负担不大。

5.哈希函数的设计要求：

• 对于任意大小的数据块，产生固定长度的输出。

• 对任意给定的M，计算H(M)是相对容易的。

• 对任意给定的h，计算M使得H(M) = h成立时计算上不可行的，即H具有单向性。

• 对任意给定的M1，找到M2，使得 H(M1) = H(M2)在计算上是不可行的，H具有弱无碰撞性。

• 寻找任意的(M1,M2)，使得 H(M1) = H(M2)在计算上是不可行的，H具有强无碰撞性。

6.基于哈希函数的认证方法：

• 使用对称密码体制仅对附加的散列值进行加密：仅提供认证。

• 使用对称密码体制对附加了散列值的消息进行加密：提供认证和机密性。

• 使用公钥密码体制，但发送方的私钥仅对散列值进行加密：提供认证和数字签名。

7.哈希算法的迭代型结构：

算法的核心技术是设计无碰撞的压缩函数f。

8.MD5算法：输入任意长度消息，输出128位哈希值。

• 消息填充

• 缓冲区初始化

• H运算

• 输出

9.SHA算法：输入任意长度消息，输出160位哈希值。

• 消息填充

• 缓冲区初始化

• H运算

• 输出

10.对Hash函数攻击的三个级别：

• 预映射攻击

• 次预映射攻击：弱碰撞攻击，

• 碰撞攻击：强碰撞攻击

11.生日悖论：即任找23人，当中至少有两人的生日相同的概率至少为1/2。

12.生日攻击：

观看课件：

注意点：

课后练习：

1.阅读王小云破译MD5和SHA的相关论文。