第6章+认证理论及技术——Hash函数.ppt

主要内容 知识点： 6.1 认证与认证系统 必威体育官网网址和认证的关系 认证系统原理 认证的分类 6.2 散列算法概述 6.2.2 散列算法的分类及发展现状 6.3 Hash散列算法 MD5强度 世界震惊:王小云破解全球两大密码算法 世界震惊:王小云破解全球两大密码算法 6.5 消息认证技术 习 题 不同的Hash值可以提供几种消息认证方式（如下图所示）： （1）使用对称密码技术对附加Hash值的消息进行加密（如下图（a）所示）。认证的原理是：因为只有A和B共享密钥K，因此消息M必定来自A且未被篡改。消息摘要提供认证所需要的结构或冗余。因为对包括消息和Hash值的整体进行了加密，因此还提供了必威体育官网网址。 3．采用Hash函数的消息认证 （2）使用对称，密码技术仅对Hash值进行加密（如下图（b）所示）。该方法是针对消息无需必威体育官网网址的应用情况，从而减少了由加密而增加的处理负担。由H值与加密结果合并成为的一个整体函数实际上就是一个消息认证码（MAC）。是变量消息M和密钥K的函数值，且它生成一个定长的输出，对不知道该密钥的攻击者来说是安全的。 （3）使用公钥密码技术和发送方的私钥仅对Hash值进行加密（如下图（c）所示）。该方法既能提供认证，又能提供数字签名。因为只有发送方能够生成加密的Hash认证码（事实上，这也是数字签名的本质）。 （4）同时提供必威体育官网网址性和数字签名。可使用一个对称秘密密钥对消息和已使用的公钥加密的Hash认证码一起进行加密，如下图（d）所示。 （5）通信各方共享一个公共的秘密值S的Hash值（如下图（e）所示）。该方法使用Hash值，但不对其加密。假定通信各方共享一个公共秘密值S，用户A对串接的消息M和S计算出Hash值，并将得到的Hash值附加在消息M后。因为秘密值S本身并不被发送，攻击者无法更改中途截获的消息，也就无法产生假消息，此方法只提供认证。 （6）通过对包含消息和Hash值的整体进行加密就能对方法（5）增加必威体育官网网址功能，如下图（f）所示。当不需要必威体育官网网址时，方法（2）和（3）在降低计算量上要优于那些需要对整个消息进行加密的方法。然而，目前对避免加密的方法（5）越来越重视。 下表归纳了前面图中说明的必威体育官网网址和认证方法。 1．什么是Hash散列算法，对Hash散列算法的基本要求和安全性要求区别。 2．安全Hash函数的一般结构？ 3．简述MD5散列算法的填充过程？ 4．简述MD5压缩函数的基本过程？ 5．针对字符串为“12320090909”，用SHA-1进行处理，完成在进行消息摘要计算前的填充，并把结果用16进制表示。 6．简述SHA-1散列算法的压缩函数的基本过程。 7．根据6.3.2小节的例6.1中的输入，计算SHA-1算法中W16，W17，W18，W19的值。 8．什么是消息认证，为什么要进行消息认证？ 9．Hash散列函数的攻击方法？ 10．简述CBC-MAC消息认证算法？ 11．消息认证一般有几种使用方法，每种方法有何区别？ 12．HMAC的设计目标是什么？ 13．在HMAC中，若散列函数分别采用MD5和SHA-1，这对HMAC算法有何影响？ 14．在HMAC算法中，若密钥K长度小于所使用散列函数分组长度b的值，密钥该如何处理？若密钥K长度大于散列所使用散列函数分组长度b的值，又该如何处理？ 学习动物精神 11、机智应变的猴子：工作的流程有时往往是一成不变的，新人的优势在于不了解既有的做法，而能创造出新的创意与点子。一味 地接受工作的交付， 只能学到工作方法 的皮毛，能思考应 变的人，才会学到 方法的精髓。 学习动物精神 12、善解人意的海豚：常常问自己：我是主管该怎么办才能有助于更好的处理事情的方法。在工作上善解人意， 会减轻主管、共 事者的负担，也 让你更具人缘。 6.3.2 SHA-1散列算法 1993年, NIST开发了一个散列算法称为安全HASH算法（SHA），1995年算法被修改，修改后的版本是SHA-1，这个版本是当前使用最广泛的散列算法，它在数字签名标准中被要求使用。 SHA-1它在算法设计上很大程度上模仿MD4，它接受输入消息的最大长度为264-1比特，生成160位的消息摘要，与MD5相似，这个算法操作划分为32位字的512位的长度块为处理单位，包含四轮运算，每一轮20个阶段，总共80步。 1. SHA-1算法的具体步骤 （1）第一步：填充消息 末尾添加一些额外的位来填充消息，与MD5填充方式完全相同，对消息进行填充，使得其位消息长度的值模512等于448（448刚好等于512减去64），即使原始消息长度正好是模512为448，也要增加512比特填充，也就是说最少要填充1个51