安全なハッシュアルゴリズム
セキュアハッシュ アルゴリズムは、米国国立標準技術研究所(NIST)が米国連邦情報処理標準(FIPS) として公開した暗号化ハッシュ関数のファミリーであり、次のものが含まれます。
- SHA-0 : 1993年に「SHA」という名前で公開された160ビットハッシュ関数のオリジナルバージョンに付けられたレトロニム。公開後まもなく、未公開の「重大な欠陥」により撤回され、わずかに改訂されたバージョンであるSHA-1に置き換えられました。
- SHA-1 ：以前のMD5アルゴリズムに似た160ビットのハッシュ関数。これは、国家安全保障局（NSA）によってデジタル署名アルゴリズムの一部として。SHA-1には暗号の脆弱性が発見され、2010年以降、ほとんどの暗号用途ではこの規格は承認されなくなりました。
- SHA-2 : ブロックサイズが異なる2つの類似ハッシュ関数のファミリーで、 SHA-256とSHA-512と呼ばれます。これらはワードサイズが異なり、SHA-256は32ビットワード、SHA-512は64ビットワードを使用します。また、各規格には短縮版としてSHA-224、 SHA-384、 SHA-512/224、 SHA-512/256も存在します。これらもNSAによって設計されました。
- SHA-3 : 以前はKeccakと呼ばれていたハッシュ関数。2012年にNSA以外の設計者による公開コンペの結果、SHA-3 が選ばれました。SHA-2 と同じハッシュ長をサポートしますが、内部構造は他のSHAファミリーとは大きく異なります。
対応する標準規格は、FIPS PUB 180（オリジナルSHA）、FIPS PUB 180-1（SHA-1）、FIPS PUB 180-2（SHA-1、SHA-256、SHA-384、SHA-512）です。NISTは、セキュアハッシュ標準（SHS）とは別に、ドラフトFIPS Publication 202、SHA-3標準を更新しました。
SHA関数の比較
以下の表では、内部状態は、データ ブロックの各圧縮後の「内部ハッシュ サム」を意味します。
| アルゴリズムと変種 | 出力サイズ（ビット） | 内部状態サイズ（ビット） | ブロックサイズ（ビット） | ラウンド | オペレーション | セキュリティ（ビット） | Skylakeでのパフォーマンス（中央値cpb）[ 1 ] | 初版 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 長いメッセージ | 8バイト | |||||||||
| MD5（参考） | 128 | 128 (4 × 32) | 512 | 4 （各ラウンドで 16回の演算） | And、Xor、Or、Rot、Add（mod 2 32） | ≤ 18 （衝突が見つかった）[ 2 ] | 4.99 | 55.00 | 1992 | |
| SHA-0 | 160 | 160 (5 × 32) | 512 | 80 | And、Xor、Or、Rot、Add（mod 2 32） | < 34 (衝突が見つかりました) | ≈ SHA-1 | ≈ SHA-1 | 1993 | |
| SHA-1 | < 63 (衝突が見つかりました) [ 3 ] | 3.47 | 52.00 | 1995 | ||||||
| SHA-2 | SHA-224 SHA-256 | 224 256 | 256 (8 × 32) | 512 | 64 | And、Xor、Or、Rot、Shr、Add (mod 2 32 ) | 112 128 | 7.62 7.63 | 84.50 85.25 | 2004 2001 |
| SHA-384 | 384 | 512 (8 × 64) | 1024 | 80 | And、Xor、Or、Rot、Shr、Add (mod 2 64 ) | 192 | 5.12 | 135.75 | 2001 | |
| SHA-512 | 512 | 256 | 5.06 | 135.50 | 2001 | |||||
| SHA-512/224 SHA-512/256 | 224 256 | 112 128 | ≈ SHA-384 | ≈ SHA-384 | 2012 | |||||
| SHA-3 | SHA3-224 SHA3-256 SHA3-384 SHA3-512 | 224 256 384 512 | 1600 （5×5×64） | 1152 1088 832 576 | 24 [ 4 ] | そして、Xor、Rot、Not | 112 128 192 256 | 8.12 8.59 11.06 15.88 | 154.25 155.50 164.00 164.00 | 2015 |
| シェイク128シェイク256 | d（任意）d（任意） | 1344 1088 | 分( d /2, 128)分( d /2, 256) | 7.08 8.59 | 155.25 155.50 | |||||
検証
すべての SHA ファミリ アルゴリズムは、FIPS 承認のセキュリティ機能として、米国国立標準技術研究所(NIST) とカナダ通信保安局(CSE) が運営する共同プログラムであるCMVP (暗号モジュール検証プログラム) による公式検証を受けます。
参考文献
- ^ 「測定表」 . bench.cr.yp.to .
- ^ Tao, Xie; Liu, Fanbao; Feng, Dengguo (2013). MD5に対する高速衝突攻撃(PDF) . Cryptology ePrint Archive (技術レポート). IACR .
- ^ Stevens, Marc ; Bursztein, Elie ; Karpman, Pierre ; Albertini, Ange ; Markov, Yarik.完全SHA-1における最初の衝突(PDF) (技術レポート). Google Research .
- Marc Stevens、Elie Bursztein、Pierre Karpman、Ange Albertini、Yarik Markov、Alex Petit Bianco、Clement Baisse（2017年2月23日）。「初のSHA1衝突を発表」。Googleセキュリティブログ。
- ^ 「Keccakスポンジ関数ファミリー」 。 2016年1月27日閲覧。
