Сравнение криптографических хеш-функций - Comparison of cryptographic hash functions

В следующих таблицах сравнивается общая и техническая информация для ряда криптографические хеш-функции. См. Статьи об отдельных функциях для получения дополнительной информации. Эта статья не является всеобъемлющей и не обязательно актуальной. Обзор безопасности / криптоанализа хэш-функций можно найти на сводка по безопасности хэш-функции.

Общая информация

Основная общая информация о криптографические хеш-функции: год, дизайнер, референсы и др.

Функция	Год	Дизайнер	Происходит от	Ссылка
БЛЕЙК	2008	Жан-Филипп Аумассон Лука Хензен Вилли Мейер Рафаэль К.-В. Фан	ChaCha20	Интернет сайт Технические характеристики
BLAKE2	2012	Жан-Филипп Аумассон Сэмюэл Невес Зуко Уилкокс-О'Хирн Кристиан Виннерляйн	БЛЕЙК	Интернет сайт Технические характеристики RFC 7693
BLAKE3	2020	Джек О'Коннор Жан-Филипп Аумассон Сэмюэл Невес Зуко Уилкокс-О'Хирн	BLAKE2	Интернет сайт Технические характеристики
ГОСТ Р 34.11-94	1994	ФАПСИ и ВНИИстандарт	ГОСТ 28147-89	RFC 5831
HAVAL	1992	Юлян Чжэн Йозеф Пиепшик Дженнифер Себери		Интернет сайт Технические характеристики
КенгуруДвенадцать	2016	Гвидо Бертони Джоан Дэмен Михаэль Петерс Жиль Ван Аше	Кечак	Интернет сайт Технические характеристики
MD2	1989	Рональд Ривест		RFC 1319
MD4	1990			RFC 1320
MD5	1992		MD4	RFC 1321
MD6	2008			Интернет сайт Технические характеристики
RIPEMD	1992	Консорциум RIPE^[1]	MD4
РИПЭМД-128 РИПЭМД-256 РИПЭМД-160 РИПЭМД-320	1996	Ганс Доббертин Антун Босселаерс Барт Пренил	RIPEMD	Интернет сайт Технические характеристики
SHA-0	1993	АНБ		SHA-0
SHA-1	1995		SHA-0	Технические характеристики
SHA-256 SHA-384 SHA-512	2002
SHA-224	2004
SHA-3 (Кечак)	2008	Гвидо Бертони Джоан Дэмен Михаэль Петерс Жиль Ван Аше	RadioGatún	Интернет сайт Технические характеристики
Стрибог	2012	ФСБ, ООО «ИнфоТеКС»		RFC 6986
Тигр	1995	Росс Андерсон Эли Бихам		Интернет сайт Технические характеристики
Водоворот	2004	Винсент Реймен Пауло Баррето		Интернет сайт

Параметры

Алгоритм	Размер вывода (бит)	Размер внутреннего состояния^{[примечание 1]}	Размер блока	Размер длины	Размер слова	Раундов
BLAKE2b	512	512	1024	128^{[заметка 2]}	64	12
BLAKE2s	256	256	512	64^{[заметка 3]}	32	10
BLAKE3	Безлимитный	256^{[примечание 4]}	512	64	32	7
ГОСТ	256	256	256	256	32	32
HAVAL	256/224/192/160/128	256	1024	64	32	3/4/5
MD2	128	384	128	–	32	18
MD4	128	128	512	64	32	3
MD5	128	128	512	64	32	64
ПАНАМА	256	8736	256	–	32	–
RadioGatún	Безлимитный^{[примечание 5]}	58 слов	19 слов^{[примечание 6]}	–	1–64^{[примечание 7]}	18^{[примечание 8]}
RIPEMD	128	128	512	64	32	48
RIPEMD -128, -256	128/256	128/256	512	64	32	64
RIPEMD -160	160	160	512	64	32	80
RIPEMD -320	320	320	512	64	32	80
SHA-0	160	160	512	64	32	80
SHA-1	160	160	512	64	32	80
SHA-224, -256	224/256	256	512	64	32	64
SHA-384, -512, -512/224, -512/256	384/512/224/256	512	1024	128	64	80
SHA-3	224/256/384/512^{[примечание 9]}	1600	1600 - 2 * бит	–^{[примечание 10]}	64	24
SHA3-224	224	1600	1152	–	64	24
SHA3-256	256	1600	1088	–	64	24
SHA3-384	384	1600	832	–	64	24
SHA3-512	512	1600	576	–	64	24
Тигр (2) -192/160/128	192/160/128	192	512	64	64	24
Водоворот	512	512	512	256	8	10

Примечания

^ В внутреннее состояние здесь означает «внутреннюю хеш-сумму» после каждого сжатия блока данных. Большинство алгоритмов хеширования также внутренне используют некоторые дополнительные переменные, такие как длина сжатых до сих пор данных, поскольку это необходимо для заполнения длины в конце. Увидеть Строительство Меркле-Дамгарда для подробностей.
^ Размер счетчика длины сообщения BLAKE2b составляет 128 бит, но он считает длину сообщения в байтах, а не в битах, как другие хэш-функции в сравнении. Следовательно, он может обрабатывать сообщения в восемь раз длиннее, чем можно было бы предположить при длине 128 бит (один байт равен восьми битам). Размер длины 131 бит - это сопоставимый размер длины ( ${ displaystyle 8 times 2 ^ {128} = 2 ^ {131}}$ ).
^ Размер счетчика длины сообщения BLAKE2s составляет 64 бита, но он считает длину сообщения в байтах, а не в битах, как другие хеш-функции в сравнении. Следовательно, он может обрабатывать сообщения в восемь раз длиннее, чем можно было бы предположить при размере 64-битной длины (один байт равен восьми битам). Размер длины 67 бит - это сопоставимый размер длины ( ${ displaystyle 8 times 2 ^ {64} = 2 ^ {67}}$ ).
^ Полное инкрементное состояние BLAKE3 включает стек значений цепочки размером до 1728 байт. Однако сама функция сжатия не имеет доступа к этому стеку. Стек меньшего размера также можно использовать, если максимальная длина ввода ограничена.
^ RadioGatún - это функция расширяемого вывода, что означает, что он имеет вывод неограниченного размера. Официальные тестовые векторы - это 256-битные хэши. RadioGatún утверждает, что обладает уровнем безопасности криптографического функция губки 19 слов размером, что означает, что 32-битная версия имеет безопасность 304-битного хэша при просмотре атака на прообраз, но безопасность 608-битного хеша при взгляде на столкновения атак. 64-битная версия также имеет безопасность 608-битного или 1216-битного хэша. Для определения степени уязвимости RadioGatún для атаки удлинения длины, только два слова из его состояния из 58 слов выводятся между операциями сжатия хэша.
^ RadioGatún не является конструкцией Меркла – Дамгарда и, как таковая, не имеет размера блока. Его пояс размером 39 слов; его мельница, которая ближе всего RadioGatún к «блоку», имеет размер 19 слов.
^ Только 32-битная и 64-битная версии RadioGatún имеют официальные тестовые векторы.
^ 18 пустых раундов применяются в RadioGatún только один раз, между концом этапа сопоставления входных данных и перед генерацией выходных битов.
^ Хотя основной алгоритм Кечак имеет произвольную длину хэша, NIST указал 224, 256, 384 и 512 бит вывода как допустимые режимы для SHA-3.
^ Зависит от реализации; в соответствии с разделом 7, вторым абзацем снизу страницы 22, FIPS PUB 202.

Функция сжатия

В следующих таблицах сравнивается техническая информация для функции сжатия из криптографические хеш-функции. Информация взята из спецификаций, пожалуйста, обратитесь к ним для получения более подробной информации.

Функция	Размер (биты )^{[примечание 1]}						Слова × Проходит = Раундов^{[заметка 2]}	Операции^{[заметка 3]}	Endian^{[примечание 4]}
Функция	Слово	Дайджест	Цепочка значения^{[примечание 5]}	Вычисление значения^{[примечание 6]}	Блокировать	Длина ^{[примечание 7]}	Слова × Проходит = Раундов^{[заметка 2]}	Операции^{[заметка 3]}	Endian^{[примечание 4]}
ГОСТ Р 34.11-94	32	×8 = 256			×8 = 256	32	4	А Б Л С	Маленький
HAVAL-3-128	32	×4 = 128	×8 = 256		×32 = 1,024	64	32 × 3 = 96	А Б С	Маленький
HAVAL-3-160		×5 = 160
HAVAL-3-192		×6 = 192
HAVAL-3-224		×7 = 224
HAVAL-3-256		×8 = 256
HAVAL-4-128		×4 = 128					32 × 4 = 128
HAVAL-4-160		×5 = 160
HAVAL-4-192		×6 = 192
HAVAL-4-224		×7 = 224
HAVAL-4-256		×8 = 256
HAVAL-5-128		×4 = 128					32 × 5 = 160
HAVAL-5-160		×5 = 160
HAVAL-5-192		×6 = 192
HAVAL-5-224		×7 = 224
HAVAL-5-256		×8 = 256
MD2	8	×16 = 128	×32 = 256	×48 = 384	×16 = 128	Никто	48 × 18 = 864	B	Нет данных
MD4	32	×4 = 128			×16 = 512	64	16 × 3 = 48	А Б С	Маленький
MD5	32	×4 = 128			×16 = 512	64	16 × 4 = 64	А Б С	Маленький
RIPEMD	32	×4 = 128		×8 = 256	×16 = 512	64	16 × 3 = 48	А Б С	Маленький
РИПЭМД-128		×4 = 128					16 × 4 = 64
РИПЭМД-256		×8 = 256					16 × 4 = 64
РИПЭМД-160		×5 = 160		×10 = 320			16 × 5 = 80
РИПЭМД-320		×10 = 320		×10 = 320			16 × 5 = 80
SHA-0	32	×5 = 160			×16 = 512	64	16 × 5 = 80	А Б С	Большой
SHA-1		×5 = 160					16 × 5 = 80
SHA-256		×8 = 256	×8 = 256				16 × 4 = 64
SHA-224		×7 = 224	×8 = 256				16 × 4 = 64
SHA-512	64	×8 = 512	×8 = 512		×16 = 1024	128	16 × 5 = 80
SHA-384	64	×6 = 384	×8 = 512		×16 = 1024	128	16 × 5 = 80
Тигр-192	64	×3 = 192	×3 = 192		×8 = 512	64	8 × 3 = 24	А Б Л С	Не указано
Тигр-160		×2.5=160
Тигр-128		×2 = 128
Функция	Слово	Дайджест	Цепочка значения	Вычисление значения	Блокировать	Длина	Слова × Проходит = Раундов	Операции	Endian
Функция	Размер (биты )						Слова × Проходит = Раундов	Операции	Endian

Примечания

^ Пропущенные множители - это размер слова.
^ Некоторые авторы меняются местами проходов и раундов.
^ A: сложение, вычитание; B: побитовая операция; L: Справочная таблица; S: сдвиг, вращение.
^ Это относится к байт только порядок байтов. Если операции состоят только из побитовых операций и таблиц поиска, порядок байтов не имеет значения.
^ Размер дайджеста сообщения обычно равен размеру цепочки значений. В усеченных версиях некоторых криптографических хеш-функций, таких как SHA-384, первое меньше, чем второе.
^ Размер цепочки значений обычно равен размеру вычисляемых значений. В некоторых криптографических хэш-функциях, таких как RIPEMD-160, первое меньше, чем второе, потому что RIPEMD-160 использует два набора значений параллельных вычислений, а затем объединяется в один набор значений цепочки.
^ Максимальный размер ввода = 2^{размер длины} − 1 биты. Например, максимальный размер ввода SHA-1 = 2⁶⁴ - 1 бит.

Смотрите также

внешняя ссылка

ECRYPT Бенчмаркинг криптографических хешей - измерения скорости хеш-функции на различных платформах
Веб-сайт с хеш-функцией ECRYPT - Вики для криптографических хэш-функций
SHA-3 проект - Информация о конкурсе SHA-3

[2] В внутреннее состояние здесь означает «внутреннюю хеш-сумму» после каждого сжатия блока данных. Большинство алгоритмов хеширования также внутренне используют некоторые дополнительные переменные, такие как длина сжатых до сих пор данных, поскольку это необходимо для заполнения длины в конце. Увидеть Строительство Меркле-Дамгарда для подробностей.

[3] Размер счетчика длины сообщения BLAKE2b составляет 128 бит, но он считает длину сообщения в байтах, а не в битах, как другие хэш-функции в сравнении. Следовательно, он может обрабатывать сообщения в восемь раз длиннее, чем можно было бы предположить при длине 128 бит (один байт равен восьми битам). Размер длины 131 бит - это сопоставимый размер длины ( ${ displaystyle 8 times 2 ^ {128} = 2 ^ {131}}$ ).

[4] Размер счетчика длины сообщения BLAKE2s составляет 64 бита, но он считает длину сообщения в байтах, а не в битах, как другие хеш-функции в сравнении. Следовательно, он может обрабатывать сообщения в восемь раз длиннее, чем можно было бы предположить при размере 64-битной длины (один байт равен восьми битам). Размер длины 67 бит - это сопоставимый размер длины ( ${ displaystyle 8 times 2 ^ {64} = 2 ^ {67}}$ ).

[5] Полное инкрементное состояние BLAKE3 включает стек значений цепочки размером до 1728 байт. Однако сама функция сжатия не имеет доступа к этому стеку. Стек меньшего размера также можно использовать, если максимальная длина ввода ограничена.

[6] RadioGatún - это функция расширяемого вывода, что означает, что он имеет вывод неограниченного размера. Официальные тестовые векторы - это 256-битные хэши. RadioGatún утверждает, что обладает уровнем безопасности криптографического функция губки 19 слов размером, что означает, что 32-битная версия имеет безопасность 304-битного хэша при просмотре атака на прообраз, но безопасность 608-битного хеша при взгляде на столкновения атак. 64-битная версия также имеет безопасность 608-битного или 1216-битного хэша. Для определения степени уязвимости RadioGatún для атаки удлинения длины, только два слова из его состояния из 58 слов выводятся между операциями сжатия хэша.

[7] RadioGatún не является конструкцией Меркла – Дамгарда и, как таковая, не имеет размера блока. Его пояс размером 39 слов; его мельница, которая ближе всего RadioGatún к «блоку», имеет размер 19 слов.

[8] Только 32-битная и 64-битная версии RadioGatún имеют официальные тестовые векторы.

[9] 18 пустых раундов применяются в RadioGatún только один раз, между концом этапа сопоставления входных данных и перед генерацией выходных битов.

[10] Хотя основной алгоритм Кечак имеет произвольную длину хэша, NIST указал 224, 256, 384 и 512 бит вывода как допустимые режимы для SHA-3.

[11] Зависит от реализации; в соответствии с разделом 7, вторым абзацем снизу страницы 22, FIPS PUB 202.

[12] Пропущенные множители - это размер слова.

[13] Некоторые авторы меняются местами проходов и раундов.

[14] A: сложение, вычитание; B: побитовая операция; L: Справочная таблица; S: сдвиг, вращение.

[15] Это относится к байт только порядок байтов. Если операции состоят только из побитовых операций и таблиц поиска, порядок байтов не имеет значения.

[16] Размер дайджеста сообщения обычно равен размеру цепочки значений. В усеченных версиях некоторых криптографических хеш-функций, таких как SHA-384, первое меньше, чем второе.

[17] Размер цепочки значений обычно равен размеру вычисляемых значений. В некоторых криптографических хэш-функциях, таких как RIPEMD-160, первое меньше, чем второе, потому что RIPEMD-160 использует два набора значений параллельных вычислений, а затем объединяется в один набор значений цепочки.

[18] Максимальный размер ввода = 2^{размер длины} − 1 биты. Например, максимальный размер ввода SHA-1 = 2⁶⁴ - 1 бит.

[1] Доббертин, Ганс; Босселаерс, Антун; Пренил, Барт (21–23 февраля 1996 г.). RIPEMD-160: усиленная версия RIPEMD (PDF). Быстрое программное шифрование. Третий международный семинар. Кембридж, Великобритания. С. 71–82. Дои:10.1007/3-540-60865-6_44.

[1]

[примечание 1]

[заметка 2]

[заметка 3]

[примечание 4]

[примечание 5]

[примечание 6]

[примечание 7]

[примечание 8]

[примечание 9]

[примечание 10]

[примечание 1]

[заметка 2]

[заметка 3]

[примечание 4]

[примечание 5]

[примечание 6]

[примечание 7]

Сравнение криптографических хеш-функций - Comparison of cryptographic hash functions

Содержание

Общая информация

Параметры

Примечания

Функция сжатия

Примечания

Смотрите также

Рекомендации

внешняя ссылка