SHA

Allikas: Vikipeedia

Secure Hash Algorithm ehk SHA on krüptograafiliste räsifunktsioonide tootepere, mis töötati välja Ameerika Ühendriikide Riiklikus Standardite ja Tehnoloogia Instituudis (NIST) koostöös Riikliku julgeolekuagentuuriga.

SHA algoritmide tooteperre kuuluvad SHA-0, SHA-1, SHA-2 ja SHA-3.

SHA-0 ja SHA-1[muuda | muuda lähteteksti]

SHA-1 räsifunktsiooni skeem

SHA-0 algoritmi algne nimi oli SHA, kuid uuemate sarnase põhimõttega algoritmide lisandumisel võeti kasutusele nimi SHA-0. 1993. aastal avaldati algse algoritmi edasiarendus SHA-1. Uues algoritmis oli parandatud varem leitud turvaauk, kusjuures SHA-0 ja SHA-1 erinevad ainult ühe tehte võrra. Praeguseks on SHA-1 algoritm kuulutatud ebaturvaliseks ning NIST soovitab riigiorganisatsioonidel kasutada uuemaid SHA räsifunktsioone[1].

Microsoft[2], Google[3] ja Mozilla[4] lõpetasid 2017. aastast brauserites SHA-1 kasutavate SSL sertifikaatide toetamise.

SHA-1 on kasutusel Giti[5] ja Mercuriali versioonihaldustarkvaras andmete terviklikkuse kontrollimise eesmärgil.

SHA-2[muuda | muuda lähteteksti]

SHA-2 perekonda kuuluvad räsifunktsioonid SHA-256 ja SHA-512. SHA-256 kasutab 32-bitiseid sõnu ning SHA-512 64-bitiseid sõnu.

Rakendused[muuda | muuda lähteteksti]

SHA-2 räsifunktsioon on kasutusel sellistes rakendustes ja protokollides nagu TLS, SSL, PGP, SSH, S/MIME ja IPsec.

SHA-256 funktsiooni kasutatakse Debian GNU ja Linuxi tarkvarapakkide autentimisel[6] ja DKIM sõnumite allkirjastamise standardis. SHA-512 on kasutusel süsteemis, mis autendib arhiivitud videoid Rwanda genotsiidi tribunalist[7]. Linuxi ja UNIXi arendajatel on kavas paroolide räsimiseks võtta kasutusele SHA-256 ja SHA-512[8].

Bitcoin kasutab SHA-256 funktsiooni tehingute verifitseerimiseks ja toimingutõestuse arvutamisel.

SHA-2 räsifunktsiooni ühe iteratsiooni skeem

Teadaolevad rünnakud[muuda | muuda lähteteksti]

Artikkel Aasta Ründemeetod Rünnak Variant Tsükleid Keerukus
New Collision Attacks Against
Up To 24-step SHA-2[9]		 2008 Deterministlik Kollisioon SHA-256 24/64 228.5
SHA-512 24/80 232.5
Preimages for step-reduced SHA-2[10] 2009 Keskelkohterünne Originaalirünne SHA-256 42/64 2251.7
43/64 2254.9
SHA-512 42/80 2502.3
46/80 2511.5
Advanced meet-in-the-middle
preimage attacks[11]		 2010 Keskelkohterünne Originaalirünne SHA-256 42/64 2248.4
SHA-512 42/80 2494.6
Higher-Order Differential Attack
on Reduced SHA-256[12]		 2011 Diferentsiaalne krüptoanalüüs Pseudokollisioon SHA-256 46/64 2178
33/64 246
Bicliques for Preimages: Attacks on
Skein-512 and the SHA-2 family[13]		 2011 Keskelkohterünne Originaalirünne SHA-256 45/64 2255.5
SHA-512 50/80 2511.5
Pseudo-originaalirünne SHA-256 52/64 2255
SHA-512 57/80 2511
Improving Local Collisions: New
Attacks on Reduced SHA-256[14]		 2013 Diferentsiaalne krüptoanalüüs Kollisioon SHA-256 31/64 265.5
Pseudokollisioon SHA-256 38/64 237
Branching Heuristics in Differential Collision
Search with Applications to SHA-512[15]		 2014 Heuristiline

diferentsiaalne krüptoanalüüs

Pseudokollisioon SHA-512 38/80 240.5
Analysis of SHA-512/224 and SHA-512/256[16] 2016 Diferentsiaalne krüptoanalüüs Kollisioon SHA-256 28/64 praktiline
SHA-512 27/80 praktiline
Pseudokollisioon SHA-512 39/80 praktiline

SHA-3[muuda | muuda lähteteksti]

SHA-3 loodi Riikliku Standardite ja Tehnoloogia Instituudi poolt peetud avaliku konkursi käigus. Konkursi komisjoni poolt väljavalituks osutunud räsialgoritmi Keccak loojateks on Guido Bertoni, Joan Daemen, Michaël Peeters ja Gilles Van Assche[17]. SHA-3 loomise eesmärk ei olnud SHA-2 väljavahetamine, vaid sellele alternatiivi pakkumine juhul kui SHA-2 algoritmis avastatakse turvaauke.

SHA-3 perekonda kuuluvad laiendatava väljundiga räsifunktsioonid (ingl extendable-output function, XOF) SHAKE128 ja SHAKE256, mille väljundi suurus on vabalt muudetav. SHAKE-funktsioonid on esimesed Riikliku Standardite ja Tehnoloogia Instituudi poolt standardiseeritud XOF funktsioonid[18].

SHA funktsioonide võrdlus[muuda | muuda lähteteksti]

SHA funktsioonide võrdlus
Algoritmi variant Väljundi suurus
(bittides) 		Sisemise oleku suurus
(bittides) 		Ploki suurus
(bittides) 		Maksimaalne sisendi suurus
(bittides) 		Tsüklite arv Tehted Turvalisus
(bittides) 		Arvutuskiirus [1]
(MiB/s)
MD5 (võrdluseks) 128 128
(4 × 32)		 512 Piiramatu[19] 64 And, Xor, Rot, Add (mod 232), Or <64
(on leitud kollisioone)		 335
SHA-0 160 160
(5 × 32)		 512 264 − 1 80 And, Xor, Rot, Add (mod 232), Or <80
(on leitud kollisioone)		 -
SHA-1 160 160
(5 × 32)		 512 264 − 1 80 <80
(teoreetiline rünnak[20])		 192
SHA-2 SHA-224
SHA-256		 224
256		 256
(8 × 32)		 512 264 − 1 64 And, Xor, Rot, Add (mod 232), Or, Shr 112
128		 139
SHA-384
SHA-512
SHA-512/224
SHA-512/256		 384
512
224
256		 512
(8 × 64)		 1024 2128 − 1 80 And, Xor, Rot, Add (mod 264), Or, Shr 192
256
112
128		 154
SHA-3 SHA3-224
SHA3-256
SHA3-384
SHA3-512		 224
256
384
512		 1600
(5 × 5 × 64)		 1152
1088
832
576		 Piiramatu[21] 24[22] And, Xor, Rot, Not 112
128
192
256		 -
SHAKE128
SHAKE256		 d (arbitraarne)
d (arbitraarne)		 1344
1088		 min(d/2, 128)
min(d/2, 256)		 -

Viited[muuda | muuda lähteteksti]

  1. ↑ http://csrc.nist.gov/groups/ST/hash/policy.html
  2. ↑ "Arhiivikoopia". Originaali arhiivikoopia seisuga 5. oktoober 2016. Vaadatud 5. oktoobril 2017.{{netiviide}}: CS1 hooldus: arhiivikoopia kasutusel pealkirjana (link)
  3. ↑ https://groups.google.com/a/chromium.org/d/msg/blink-dev/2-R4XziFc7A/i_JipRRJoDQJ
  4. ↑ https://blog.mozilla.org/security/2014/09/23/phasing-out-certificates-with-sha-1-based-signature-algorithms/
  5. ↑ https://www.youtube.com/watch?v=4XpnKHJAok8
  6. ↑ https://web.archive.org/web/20111107215111/http://google.com/codesearch/p?hl=en
  7. ↑ http://www.nytimes.com/2009/01/27/science/27arch.html
  8. ↑ http://people.redhat.com/drepper/sha-crypt.html
  9. ↑ Somitra Kumar Sanadhya & Palash Sarkar (2008). "New Collision Attacks Against Up To 24-step SHA-2" (PDF). IACR Cryptology ePrint Archive. 2008:270.
  10. ↑ Kazumaro Aoki; Jian Guo; Krystian Matusiewicz; Yu Sasaki & Lei Wang (2009). "Preimages for step-reduced SHA-2". Advances in Cryptology - ASIACRYPT 2009. Lecture Notes in Computer Science. Springer Berlin Heidelberg. 5912: 578–597. DOI:10.1007/978-3-642-10366-7_34. ISBN 978-3-642-10366-7. ISSN 0302-9743.
  11. ↑ Jian Guo; San Ling; Christian Rechberger & Huaxiong Wang (2010). "Advanced meet-in-the-middle preimage attacks: First results on full Tiger, and improved results on MD4 and SHA-2" (PDF). Advances in Cryptology - ASIACRYPT 2010. Lecture Notes in Computer Science. Springer Berlin Heidelberg. 6477: 56–75. DOI:10.1007/978-3-642-17373-8_4. ISBN 978-3-642-17373-8. ISSN 0302-9743.
  12. ↑ Mario Lamberger & Florian Mendel (2011). "Higher-Order Differential Attack on Reduced SHA-256" (PDF). IACR Cryptology ePrint Archive. 2011:37.
  13. ↑ Dmitry Khovratovich, Christian Rechberger & Alexandra Savelieva (2011). "Bicliques for Preimages: Attacks on Skein-512 and the SHA-2 family" (PDF). IACR Cryptology ePrint Archive. 2011:286.
  14. ↑ Florian Mendel; Tomislav Nad; Martin Schläffer (2013). "Improving Local Collisions: New Attacks on Reduced SHA-256". Advances in Cryptology – EUROCRYPT 2013. Lecture Notes in Computer Science. Springer Berlin Heidelberg. 7881: 262–278. DOI:10.1007/978-3-642-38348-9_16. ISBN 978-3-642-38348-9. ISSN 0302-9743.
  15. ↑ Maria Eichlseder and Florian Mendel and Martin Schläffer (2014). "Branching Heuristics in Differential Collision Search with Applications to SHA-512" (PDF). IACR Cryptology ePrint Archive. 2014:302.
  16. ↑ Christoph Dobraunig; Maria Eichlseder & Florian Mendel (2016). "Analysis of SHA-512/224 and SHA-512/256" (PDF). {{cite journal}}: viitemall journal nõuab parameetrit |journal= (juhend)
  17. ↑ http://csrc.nist.gov/groups/ST/hash/sha-3/
  18. ↑ http://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/FIPS/NIST.FIPS.202.pdf
  19. ↑ "The MD5 Message-Digest Algorithm". Vaadatud 18.04.2016.
  20. ↑ "The SHAppening: freestart collisions for SHA-1". Vaadatud 5.11.2015.
  21. ↑ "The Sponge Functions Corner". Vaadatud 27.01.2016.
  22. ↑ "The Keccak sponge function family". Vaadatud 27.01.2016.
Pärit leheküljelt "https://et.wikipedia.org/w/index.php?title=SHA&oldid=6587026"