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1、消息摘要和数字签名主讲人：裴士辉e_mail:shihui_pei@sina.com电话：13694302598消息摘要和hash函数消息摘要单向散列函数安全散列标准SHS其他的单向散列函数消息摘要对任意长度的明文m，经由哈希函数(杂凑函数)h产生固定长度的哈希值h(m)，用来对明文作鉴别(authentication)或数字签名(digitalsignature)。哈希函数值是对明文的一种“指纹”(fingerprint)或是摘要(digest)。对哈希函数值的数字签名，就是对此明文的数字签名，可以用来提高数字签名的效率。单向散列函数x=h(m)使用在数字签名上的哈希函数必须满足
2、：对任意长度的明文m，产生固定长度的哈希值h(m)；对任意的明文m，哈希函数值h(m)可由硬件或软件容易得到；对任意哈希函数值x，要找到一个明文m与之对应，即x=h(m)，在计算上不可行；对一个明文m1，要找到另一个不同的明文m2，使之具有相同的哈希值,即h(m1)=h(m2)，在计算上不可行；要找到任意一对不同的明文(m1,m2)，具有相同的哈希值，即h(m1)=h(m2)，在计算上不可行。安全散列标准SHS1995由美国NIST提出，SHS(SecureHashStandard)，算法为SHA。要求输入小于264位，输出为160位(5个寄存器，A,B,C,D,E)。将明文分成若
3、干512位的定长块，每一块与当前的信息摘要值结合，产生信息摘要的下一个中间结果，直到处理完毕。SHA的运算过程将消息填充为512位的整数倍5个32位中间变量abcde,起初值为常数对5个32位的寄存器A、B、C、D、E,进行运算ABCDE的初值为0对每一个512位的消息进行如下处理：将中间变量abcde赋给ABCDE；进行主循环四轮，每轮20次a=a+A,b=b+B,c=c+C,d=d+D,e=e+e最后输出为abcde的级联a,b,c,d,e的初值a=0x67452301b=0xefcdab89c=0x98badcfed=0x10325476e=0xc3d2e1f0Ei-1Di-
4、1Ci-1Bi-1Ai-1EiDiCiBiAi非线性函数f<<<30<<<5FtWtKt非线性函数FFt(x,y,z)=(x&y)
5、（~x&z）0<=t<20Ft(x,y,z)=x^y^z20<=t<40Ft(x,y,z)=(x^y)
6、（x^z）
7、(y^z)40<=t<60Ft(x,y,z)=x^y^z60<=t<80Kt:常数Kt=0x5a8279990<=t<20Kt=0x6ed9eda120<=t<40Kt=0x8f1bbcdc40<=t<60Kt=0xca62c1d660<=t<80Wt:消息的变形消息：512bit,16个32bit字M0~M15Wt:32bit字0<=t
8、<=15Wt=Mt16<=t<=79Wt=(Wt-3^Wt-8^Wt-14^Wt-16)<<<1其他的单向散列函数RIPEMD-160欧洲RIPE项目的结果RIPEMD为128位更新后成为RIPEMD-160基础是MD5MD5RonRivest于1990年提出MD41992年,MD5(RFC1321)developedbyRonRivestatMITMD5把数据分成512-bit块MD5的hash值是128-bit在最近数年之前,MD5是最主要的hash算法现行美国标准SHA-1以MD5的前身MD4为基础王小云对MD5的攻击方法：差分攻击模整数减法异或运算王小云对MD5的攻击目的：
9、寻找如下条件的消息：(a,b,c,d)=MD5(a0,b0,c0,d0,M0),(a’,b’,c’,d’)=MD5(a0,b0,c0,d0,M0’),MD5(a,b,c,d,M1)=MD5(a’,b’,c’,d’,M1’)2005年的攻击结果找到(M0,M0’)需要239次MD5操作,IBMP690上需要时间15分到1小时找到(M1,M1’)需要232次MD5操作,IBMP690上需要时间5分到15分TheStoryofAliceandherBossCaesar'sViewAtthedayAliceissupposedtoleave,Caesarwritesaletterofrec
10、ommendationforAlice--onpaper.Thesameday,sheasksCaesartodigitallysigntheletter.Forhisconvenienceshepresentsanelectroniccopyofthedocument.Caesaropensthedocument--itlooksexactlyliketheoriginaldocument.Sohesignsthedocument.Monthslater,Caesa
