Назначение криптографических хэш-функций

Методы построения криптографических хэш-функций

Коллизии и реверс

Длины однонаправленных хэш-функций

64-битовые хэш-функции слишком малы, чтобы противостоять вскрытию.
Более практичны однонаправленные хэш-функции, выдающие 128-битовые хэш-значения. При этом, чтобы найти два документа с одинаковыми хэш-значениями, для вскрытия методом дня рождения придется хэшировать 2⁶⁴ слу­чайных документов, что, впрочем, недостаточно, если нужна длительная безопасность. NIST в своем Стандарте безопасного хэширования (Secure Hash Standart, SНS), использует 160-битовое хэш-значение. Это еще сильнее усложняет вскрытие методом дня рождения, для которого понадобится 2⁸⁰ хэширований.

Для удлинения хэш-значений, выдаваемых конкретной хэш-функцией, был предложен следующий метод:

(1) Для сообщения с помощью одной из однонаправленных хэш-функций генерируется хэш-значение.

(2) Хэш значение добавляется к сообщению.

(3) Генерируется хэш-значение объединения сообщения и хэш-значения этапа (1).

(4) Создается большее хэш-значение, состоящее из объединения хэш-значения этапа (1) и хэш-значения этапа (3).

(5) Этапы (1)-(4) повторяются нужное количество раз для обеспечения требуемой длины хэш-значения.

Хотя никогда не была доказана безопасность или небезопасность этого метода, у ряда людей этот метод вызывает определенные сомнения.

Однако, возможно существование такого интервала на области определения функции, в границах которого она становится инъективной (т. е. если h(‘a’)=0, то существует такая функция, g, для которой g(0)=’a’). Это означает, что только для одного элемента из множества A существует индекс x1. Функция будет инъективна и в том случае, если ни один элемент из A не отображается на интервал (x1, x2) при условии, что последний не равен нулю. В любом другом случае на каждый индекс множества X отображается более одного элемента из A. Это так называемая коллизия хэш-функции.

Реверс хэш-функции заключается в поиске всех отображаемых на данный индекс элементов. Для любого конечного множества это разрешимая задача, которая имеет наиболее простое решение на инъективных интервалах хэш-множества.

1. построение хэш-функции на основе существующего алгоритма шифрования
   (например, на основе шифров ГОСТ 28147 - 89, DES и FEAL.);
2. построение хэш-функции на основе известной математической задачи, как правило
   вычислительно трудной;
3. построение хэш-функции "с нуля".

Многие криптографические преобразования (в частности, вычисление и проверка электронной цифровой подписи, ЭЦП) выполняются над данными фиксированного размера. Поэтому перед простановкой электронной подписи под многомегабайтным файлом обычно рассчитывают значение хэш-функции от него, а уже от этого значения считают ЭЦП. Кроме того, удобно, например, пароли в базе хранить не в открытом виде, а в хэшированном (так сделано во всех юниксах).

Функции выработки хэш–блока для подписываемого массива данных.

Подписи битовых групп + модификации схем цифровых подписей.

Описание использования при хранении паролей:

При задании пароля пользователь вводит имя пользователя и сам пароль:

Login: Вася

Password: *******

Далее пароль хешируется и полученная хеш-свертка пароля хранится вместе с логином пользователя либо в отдельном файле паролей, либо в базе данных паролей (тот же файл, но с оформлением, например, под *.DBF). Таким образом, пароль не хранится в системе в открытом виде, логин хранится в открытом виде.

Далее при аутентификации пользователя в системе выполняется процедура сверки / сличения хешей. Это означает, что для введенного логина выполняется поиск соответствия в базе данных паролей, и если такое соответствие найдено, то выполняется сверка хешей. Для введенного пароля вычисляется хеш-свертка и сравнивается с хеш-значением, хранящимся в базе данных. Аутентификация считается успешной при абсолютном совпадении хешей.

Узнать, какой именно пароль верный, зная лишь его хеш - невозможно.

Дата добавления: 2014-01-20