SHA-1
 | Ten artykuł należy dopracować |
 Funkcja kompresji algorytmu SHA-1 | |
| Data stworzenia | 1993 (SHA-0), 1995 (SHA-1) |
|---|---|
| Autorzy | |
| Liczba rund | 80 |
SHA (Secure Hash Algorithm) – rodzina powiązanych ze sobą kryptograficznych funkcji skrótu zaprojektowanych przez NSA (National Security Agency) i publikowanych przez National Institute of Standards and Technology.
Pierwszy z nich opublikowany w 1993 oficjalnie nazwany SHA (nieoficjalnie, żeby nie pomylić z następcami określany jako SHA-0).
SHA-1 opublikowany został w 1995 i całkowicie zastąpił wycofany (ze względu na nieujawnione oficjalnie wady) z użytku SHA-0. SHA-0 i SHA-1 tworzą 160-bitowy skrót z wiadomości o maksymalnym rozmiarze 264 bitów i jest oparty na podobnych zasadach co MD5. Algorytm SHA-1 nie powinien być używany w nowych aplikacjach[1].
W 2001 powstały cztery następne warianty określane jako SHA-2 (SHA-224, SHA-256, SHA-384, SHA-512).
Podstawowym celem publikacji SHA był amerykański Standard Podpisu Cyfrowego (Digital Signature Standard). SHA jest podstawą szyfru blokowego SHACAL.
W 2009 NIST przeprowadził publiczny konkurs na następcę dotychczasowych funkcji skrótu w duchu podobnym do procesu wyłaniania algorytmu szyfrującego AES. Zostało zgłoszonych kilkadziesiąt kandydatur, które zostały rygorystycznie ocenione. Zwycięski algorytm wyłoniony w 2012 nosi miano SHA-3.
Porównanie funkcji SHA[edytuj | edytuj kod]
| Algorytm | Rozmiar skrótu (bity) | Rozmiar stanu (bity) | Rozmiar bloku (bity) | Maks. rozmiar danych (bity) | Rozmiar słowa (bity) | Liczba kroków | Operacje | Znalezione kolizje | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SHA-0 | 160 | 160 | 512 | 264 – 1 | 32 | 80 | +,and,or,xor, rot | Tak | |
| SHA-1 | Tak (251)[2] | ||||||||
| SHA-2 | SHA-256/224 | 256/224 | 256 | 512 | 264 – 1 | 32 | 64 | +,and,or,xor, shr, rot | Nie |
| SHA-512/384 | 512/384 | 512 | 1024 | 2128 – 1 | 64 | 80 | |||
Pseudokod[edytuj | edytuj kod]
Wartości początkowe: h0 := 0x67452301 h1 := 0xEFCDAB89 h2 := 0x98BADCFE h3 := 0x10325476 h4 := 0xC3D2E1F0 Przetwarzanie wstępne: dopisz '1' do wiadomości; dopisz k '0', gdzie 0 ⩽ k < 512 jest liczbą taką, że wynikowa długość wiadomości jest kongruentna do 448 modulo 512; dopisz długość wiadomości w bitach (przed wypełnieniem) jako 64-bitową liczbę całkowitą zakodowaną big endian. Przetwarzaj wiadomość 512-bitowymi porcjami: podziel wiadomość na 512-bitowe porcje for (każda porcja) podziel porcję na 16 32-bitowych słów kodowanych big-endian w(i), 0 ⩽ i ⩽ 15 Rozszerz 16 32-bitowych słów w 80 32-bitowych słów: for i from 16 to 79 w(i) := (w(i-3) xor w(i-8) xor w(i-14) xor w(i-16)) <<< 1 Zainicjuj zmienne dla tej porcji: a := h0 b := h1 c := h2 d := h3 e := h4 Główna pętla: for i from 0 to 79 if 0 i ⩽ 19 then f := (b and c) or ((not b) and d) k := 0x5A827999 else if 20 ⩽ i ⩽ 39 f := b xor c xor d k := 0x6ED9EBA1 else if 40 ⩽ i ⩽ 59 f := (b and c) or (b and d) or (c and d) k := 0x8F1BBCDC else if 60 ⩽ i ⩽ 79 f := b xor c xor d k := 0xCA62C1D6 temp := (a <<< 5) + f + e + k + w(i) e := d d := c c := b <<< 30 b := a a := temp Dodaj skrót tej porcji do dotychczasowego wyniku: h0 := h0 + a h1 := h1 + b h2 := h2 + c h3 := h3 + d h4 := h4 + e Wytwórz ostateczną wartość skrótu (zakodowaną big-endian): skrót = h0 dopisz h1 dopisz h2 dopisz h3 dopisz h4
Jedyna różnica pomiędzy algorytmami SHA-0 i SHA-1 występuje w drugim kroku algorytmu i polega na nieobecności w SHA-0 1-bitowego przesunięcia (obrotu), tzn.:
SHA-1: w(i) := (w(i-3) xor w(i-8) xor w(i-14) xor w(i-16)) <<< 1
SHA-0: w(i) := (w(i-3) xor w(i-8) xor w(i-14) xor w(i-16))
Ataki[edytuj | edytuj kod]
W 2004 zgłoszono udane ataki na funkcje skrótu mające strukturę podobną do SHA-1, co podniosło kwestię długotrwałego bezpieczeństwa SHA-1.
Pomiędzy rokiem 2005 a 2008 opublikowano szereg ataków zarówno na uproszczoną wersję SHA-1, jak i na pełną. Najlepszy z tych ataków wymaga jedynie około 263 operacji funkcji kompresującej (w porównaniu do 280 metodą brute-force).
NIST ogłosił, że do 2010 zaprzestanie stosowania SHA-1 na rzecz różnych wariantów SHA-2[1].
W 2017 Google wraz z Centrum Wiskunde & Informatica ogłosiło, że przeprowadziło praktyczny atak, generując dwa różne pliki PDF o tym samym skrócie SHA-1[3][4]
Przypisy[edytuj | edytuj kod]
- ↑ a b Aktualny poziom bezpieczeństwa funkcji skrótu. Security Standard, 20 marca 2009. [dostęp 2009-04-14]. [zarchiwizowane z tego adresu (2013-05-28)].
- ↑ Classification and Generation of Disturbance Vectors for Collision Attacks against SHA-1.
- ↑ Ogłosznie przez Google pierwszej kolizja SHA-1.
- ↑ Pierwsza kolizja SHA-1.
Linki zewnętrzne[edytuj | edytuj kod]
- D. Eastlake 3rd, P. Jones, US Secure Hash Algorithm 1 (SHA1), RFC 3174, IETF, wrzesień 2001, DOI: 10.17487/RFC3174, ISSN 2070-1721, OCLC 943595667 (ang.).
- FIPS PUB 180-2, Secure Hash Standard (SHA-1, SHA-256, SHA-384, i SHA-512)
- ISO/IEC 10118-3:2004, Information technology -- Security techniques -- Hash-functions -- Part 3: Dedicated hash-functions, Clause 9