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　　第6卷总20期VO I ．6 Sum N 020新疆广播电视大学学报JO U RN A L O F X IN J I A N G R TV U2003年第2期No．2．200 3浅 析 H ash 算 法 在 信 息 安 全 领 域 中 的 应 用葛(石河子广播电视大学辉新疆石河子839000)摘要：H as h算法在信息安全领域中具有加密、数字签名、文件鉴别等用途，其算法是将任意长度的输入变换成固定长度的输出。常见的算法有M D 5、sh8l 等。可以利用生日攻击法等对其进行攻击。关健词：H 硒h；算法；信息安全；应用；攻击H “ h一般翻译为“ 散列” ，也有音译为“ 哈希” 的，是一种把任意长度的输人变换成固定输出的一种压缩映射算法。它的输出称作散列值，该值一般远小于输入空间，通过它不可能唯一的确定输人，而不同输入却可能得到相同的散列值。数学上表述为：h=H (M )，其中H ()为单向散列函数．M 为任意长度输入，h为固定长度的输出。一、H *h在信息安全领域中的特性1、单向性。通过散列函数可以简单迅速地得到散列值，而在计算上不能够构造一个散列函数使其散列结果为一个特定的散列值，即构造相应的M =H4西) 不可行。这样，散列值就能在统计上唯一的表征输入值。因而，在密码学上称H*h为“ 信息摘要” ，即要求能够方便地将“ 信息” 进行“ 摘要” ，但从“ 摘要” 中无法得到更多关于“ 信息” 的信息。2、抗冲突性。在统计上不能够构造出产生两个相同散列值的散列函数。给定M ，计算上无法找到M 7。满足H ( M ) =H似 ，叫做弱抗冲突性；计算上无法寻找到一对任意的M 和M7，满足H (M )=H ，叫做强抗冲突性，可以防范“ 生日攻击法” 。3、映射分布均匀性。在散列值中，o、l 的总数应该大致相等，输人中若有1bit 变化，则在散列值中将有一半以上的bit发生改变，也称做“ 雪崩效应” ，即必须使输人中每一个bit 的信息尽量均匀地反映到输出的每一个bit 上去。4、差分分布均匀性。要使散列值中出现1bi t的变化，则输人中至少要有一半的bi t必须发生变化，也就是输出中的每一个b“ 都是输人中尽可能多的bit 信息一起作用的结果。二、H as h函数的实现D gar d和M erkle定义了“ 压缩函数” ，就是将一个固定长度的输入变化成较短固定长度的输出，这对密码学实践上H*h函数的设计产生了很大的影响。Hash函数被设计为基于通过特定压缩函数的不断重复“ 压缩” 输入分组和前一次压缩处理的结果，直到整个信息都被压缩完毕，最后的输出作为整个信息的散列值。只要压缩函数是安全的，则用此方法散列任意长度的信息也是安全的。因此，根据上述原理，将任意长度的信息拆分成符合压缩函数输入要求的分组，最后一个分组位数不够时，可在末位添上特定的填充字节，这些分组被顺序处理，除了第一个信息分组与散列初始化值一起作为压缩函数的输入外，当前分组将和前一个分组的压缩函数输出一起被做为当前压缩的输入，其输出将作为下一个分组压缩函数输入的一部分，直到最后一个压缩函数的输出作为整个信息的散列值。三、常见H 丑sh函数算法1、M D 5算法M D 5算法是Ri vest 于1991年对M D 4的改进版，输出为128位。它加快了“ 雪崩效应” ，速度较慢，抗分析和抗差分能力较好。信息首先被拆分成若干个512位的分组，其中最后一个分组由“ 信息尾+填充字节( 100⋯ 00)+64位信息长度” 组成，以确保不同长度的信息，最后一个分组不相同。初始化4个32位寄存器为：A =侃01234567，B=0x89abcdef，c=0xfedcba98，D 却x76543210，它们将始终参与运算并最终形成最后的散列值。随后各个512位信息分组以16个32位字的形式进人算法的主循环。512位信息分组的个数决定了循环的次数，其中主循环有4收稿日期：20030420作者简介：葛辉( 1972一) ，男，汉族，湖北黄陂人，新疆石河子广播电视太学讲师。 55