基于S盒的單分組哈希函數(shù)的設計與實現(xiàn).pdf

1、哈希函數(shù)是一種消息摘要算法，它具有不可逆的特點，常被應用于數(shù)據(jù)的完整性驗證、錯誤檢驗、快速查找等方面。非常多的網(wǎng)站通過在數(shù)據(jù)庫中存儲用戶賬號和密碼的哈希值的方法來防止系統(tǒng)管理員竊取用戶的隱私信息。它也被使用在數(shù)字證書中，對證書的重要信息進行哈希運算，一方面可保障證書內(nèi)容的完整性，另一方面可提高證書合法性驗證的效率。但在實際應用中，如果運算對象是短消息，使用傳統(tǒng)的哈希函數(shù)來做消息摘要會造成效率上的浪費，因此針對短消息進行處理應選用單分組哈

2、希函數(shù)（SBH）。但是單分組哈希函數(shù)還存在安全性問題，短消息由于其消息長度較短，所以更容易遭到攻擊，而已有的單分組哈希函數(shù)并沒有專門針對短消息安全性進行加強。
　　本學位論文的主要研究內(nèi)容為設計具有更高安全性的單分組哈希函數(shù)，即安全單分組哈希函數(shù)（SSBH）。共有兩個版本：帶密鑰的安全單分組哈希函數(shù)（SSBH_KEY）和不帶密鑰的安全單分組哈希函數(shù)（SSBH）。安全單分組哈希函數(shù)的主要算法結(jié)構(gòu)與韓國加密標準 SEED加密算法類似。

3、SEED算法是分組密碼算法，為了使其成為一個單分組哈希函數(shù)就需要對其進行改造，主要方法是修改SEED的初始化緩存部分以及它的核心部件F函數(shù)（內(nèi)含S盒）。初始化部分被修改為對短消息填充特定比特串且只接受128位及以下的數(shù)據(jù)，F(xiàn)函數(shù)從2個寄存器輸入變?yōu)?個寄存器輸入，同時運算線路也變?yōu)?條并加入了 MD5的非線性函數(shù)。最后使用本論文中新設計的單分組哈希函數(shù)實現(xiàn)了一個口令認證的后端加密系統(tǒng)，可以有效地保護服務器后臺用戶數(shù)據(jù)的安全。同時也實現(xiàn)了

4、一種在認證領(lǐng)域有著廣泛用途的算法—哈希鏈算法。
　　本學位論文共設計了兩個實驗：算法效率實驗和雪崩效應實驗。在算法效率實驗中，兩個新的單分組哈希函數(shù)與舊的單分組哈希函數(shù)SBH、傳統(tǒng)哈希函數(shù)MD5、SHA1進行了算法效率對比實驗，實驗結(jié)果表明，兩個新的單分組哈希函數(shù)相對于MD5、SBH-128至少都有20％的效率提升。雪崩效應實驗主要是為了觀察算法的混淆性，將新設計的單分組哈希函數(shù)與舊的單分組哈希函數(shù)以及 MD5進行對比。結(jié)果表明，