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sha3算法和sha2的区别

发布时间:2023-05-31 09:08:48

Ⅰ 哈希加密算法

MD5即Message-Digest Algorithm 5(信息摘要算法5),是计算机广泛使用的散列算法之一。经MD2、MD3和MD4发展而来,诞生于20世纪90年代初。用于确保信息传输完整一致。虽然已被破解,但仍然具有较好的安全性,加之可以免费使用,所以仍广泛运用于数字签名、文件完整性验证以及口令加密等领域。

算法原理:

散列算法得到的结果位数是有限的,比如MD5算法计算出的结果字长为128位,意味着只要我们穷举2^128次,就肯定能得到一组碰撞,下面让我们来看看一个真实的碰撞案例。我们之所以说MD5过时,是因为它在某些时候已经很难表现出散列算法的某些优势——比如在应对文件的微小修改时,散列算法得到的指纹结果应当有显着的不同,而下面的程序说明了MD5并不能实现这一点。

而诸如此类的碰撞案例还有很多,上面只是原始文件相对较小的一个例子。事实上现在我们用智能手机只要数秒就能找到MD5的一个碰撞案例,因此,MD5在数年前就已经不被推荐作为应用中的散列算法方案,取代它的是SHA家族算法,也就是安全散列算法(Secure Hash Algorithm,缩写为SHA)。

SHA实际包括有一系列算法,分别是SHA-1、SHA-224、SHA-256、SHA-384以及SHA-512。而我们所说的SHA2实际是对后面4中的统称。各种SHA算法的数据比较如下表,其中的长度单位均为位:

MD5和SHA1,它们都有4个逻辑函数,而在SHA2的一系列算法中都采用了6个逻辑函数。
以SHA-1为例,算法包括有如下的处理过程:

和MD5处理输入方式相同

经过添加位数处理的明文,其长度正好为512位的整数倍,然后按512位的长度进行分组,可以得到一定数量的明文分组,我们用Y 0 ,Y 1 ,……Y N-1 表示这些明文分组。对于每一个明文分组,都要重复反复的处理,这些与MD5都是相同的。

而对于每个512位的明文分组,SHA1将其再分成16份更小的明文分组,称为子明文分组,每个子明文分组为32位,我们且使用M[t](t= 0, 1,……15)来表示这16个子明文分组。然后需要将这16个子明文分组扩充到80个子明文分组,我们将其记为W[t](t= 0, 1,……79),扩充的具体方法是:当0≤t≤15时,Wt = Mt;当16≤t≤79时,Wt = ( W t-3 ⊕ W t-8 ⊕ W t-14 ⊕ W t-16 ) <<< 1,从而得到80个子明文分组。

所谓初始化缓存就是为链接变量赋初值。前面我们实现MD5算法时,说过由于摘要是128位,以32位为计算单位,所以需要4个链接变量。同样SHA-1采用160位的信息摘要,也以32位为计算长度,就需要5个链接变量。我们记为A、B、C、D、E。其初始赋值分别为:A = 0x67452301、B = 0xEFCDAB89、C = 0x98BADCFE、D = 0x10325476、E = 0xC3D2E1F0。

如果我们对比前面说过的MD5算法就会发现,前4个链接变量的初始值是一样的,因为它们本来就是同源的。

经过前面的准备,接下来就是计算信息摘要了。SHA1有4轮运算,每一轮包括20个步骤,一共80步,最终产生160位的信息摘要,这160位的摘要存放在5个32位的链接变量中。

在SHA1的4论运算中,虽然进行的就具体操作函数不同,但逻辑过程却是一致的。首先,定义5个变量,假设为H0、H1、H2、H3、H4,对其分别进行如下操作:

(A)、将A左移5为与 函数的结果求和,再与对应的子明文分组、E以及计算常数求和后的结果赋予H0。

(B)、将A的值赋予H1。

(C)、将B左移30位,并赋予H2。

(D)、将C的值赋予H3。

(E)、将D的值赋予H4。

(F)、最后将H0、H1、H2、H3、H4的值分别赋予A、B、C、D

这一过程表示如下:

而在4轮80步的计算中使用到的函数和固定常数如下表所示:

经过4轮80步计算后得到的结果,再与各链接变量的初始值求和,就得到了我们最终的信息摘要。而对于有多个明文分组的,则将前面所得到的结果作为初始值进行下一明文分组的计算,最终计算全部的明文分组就得到了最终的结果。

Ⅱ Hash算法原理

散列表,它是基于高速存取的角度设计的,也是一种典型的“空间换时间”的做法。顾名思义,该数据结构能够理解为一个线性表,可是当中的元素不是紧密排列的,而是可能存在空隙。

散列表(Hash table,也叫哈希表),是依据关键码值(Key value)而直接进行访问的数据结构。也就是说,它通过把关键码值映射到表中一个位置来访问记录,以加快查找的速度。这个映射函数叫做散列函数,存放记录的数组叫做散列表。

比方我们存储70个元素,但我们可能为这70个元素申请了100个元素的空间。70/100=0.7,这个数字称为负载因子。

我们之所以这样做,也是为了“高速存取”的目的。我们基于一种结果尽可能随机平均分布的固定函数H为每一个元素安排存储位置,这样就能够避免遍历性质的线性搜索,以达到高速存取。可是因为此随机性,也必定导致一个问题就是冲突。

所谓冲突,即两个元素通过散列函数H得到的地址同样,那么这两个元素称为“同义词”。这类似于70个人去一个有100个椅子的饭店吃饭。散列函数的计算结果是一个存储单位地址,每一个存储单位称为“桶”。设一个散列表有m个桶,则散列函数的值域应为[0,m-1]。

(2)sha3算法和sha2的区别扩展阅读:

SHA家族的五个算法,分别是SHA-1、SHA-224、SHA-256、SHA-384,和SHA-512,由美国国家安全局(NSA)所设计,并由美国国家标准与技术研究院(NIST)发布;是美国的政府标准。后四者有时并称为SHA-2。

SHA-1在许多安全协定中广为使用,包括TLS和SSL、PGP、SSH、S/MIME和IPsec,曾被视为是MD5(更早之前被广为使用的杂凑函数)的后继者。但SHA-1的安全性如今被密码学家严重质疑;

虽然至今尚未出现对SHA-2有效的攻击,它的算法跟SHA-1基本上仍然相似;因此有些人开始发展其他替代的杂凑算法。

应用

SHA-1, SHA-224, SHA-256, SHA-384 和 SHA-512 都被需要安全杂凑算法的美国联邦政府所应用,他们也使用其他的密码算法和协定来保护敏感的未保密资料。FIPS PUB 180-1也鼓励私人或商业组织使用 SHA-1 加密。Fritz-chip 将很可能使用 SHA-1 杂凑函数来实现个人电脑上的数位版权管理。

首先推动安全杂凑算法出版的是已合并的数位签章标准。

SHA 杂凑函数已被做为 SHACAL 分组密码算法的基础。

Ⅲ 服务器证书SHA1和SHA2算法有和区别

SHA1算法是为了兼容部分低版本的服务器,而在几年前SHA1算法逐渐淘汰,由于发展,SHA1算法已经满足不了安全需求,从而有更高版本SHA2替代。SHA2算法的证书更加安全,目前能够兼容xp sp3以上的客户端系统。如果需要安装SHA2算法可以找天威诚信的技术人员进行安装。

Ⅳ 安全哈希算法sha1和sm3算法的区别

sha1是一种杂凑算法,通俗的说即对数据使用sha1算法进行计算,得到的结果就是sha1值(校验值),可用于数字签名、验签。
sm3是国密算法,2010年国家密码管理局发布,也是一种杂凑算法,功能和sha1算法相似,但算法实现不一样,破解难度比sha1更大,能达到sha256的水平(sha256是比特币的加密方式),也可用于数字签名、验签。

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