公钥密码与hash函数剖析
哈希函数的名词解释
哈希函数的名词解释哈希函数是密码学中的重要概念，它在数据传输和存储过程中起着重要的作用。
该函数可以将任意长度的数据映射为固定长度的输出，通常为一串固定长度的二进制码。
其主要作用是通过对数据加密处理，保证数据的完整性和安全性。
哈希函数的输出通常是一段固定长度的二进制码，常见的长度有128位、256位等。
这个输出码被称为哈希值，也可以称为摘要或指纹。
通过对原始数据进行哈希运算，可以生成唯一的哈希值，即使原始数据发生微小的改变，也会导致哈希值的巨大变化。
哈希函数具有以下重要特性：首先，它是单向函数，即无法通过哈希值逆推出原始数据。
这意味着无法从哈希值还原出原始数据的内容，从而保证了数据的安全性。
其次，哈希函数是固定的，无论输入数据的长度是多少，输出的哈希值都是固定长度的。
因此，哈希函数适用于对大文件和小文件进行处理。
最后，即使原始数据发生微小的改变，哈希值也会发生巨大的变化。
这意味着哈希函数具有很高的敏感性，即原始数据发生微小变化时，生成的哈希值也会发生明显变化。
哈希函数在密码学中有广泛的应用。
其中一个典型的应用是在数据传输过程中验证数据的完整性。
发送方将原始数据通过哈希函数生成哈希值，并将该哈希值与发送数据一起传输给接收方。
接收方在接收到数据后，同样将接收到的数据进行哈希运算生成哈希值，并与发送方传输的哈希值进行比对。
如果两个哈希值相同，则说明数据在传输过程中没有被篡改或损坏，保证了数据的完整性。
另一个重要的应用是在密码学中密码存储过程中。
为了保证用户密码的安全性，通常不会直接存储用户密码，而是将密码通过哈希函数生成哈希值，并将哈希值存储在数据库中。
当用户输入密码进行登录时，系统将用户输入的密码经过哈希函数生成哈希值，并与数据库中存储的哈希值进行比对。
如果两个哈希值相同，则说明用户输入的密码是正确的，从而实现了密码的验证功能。
除了在密码学中的应用，哈希函数还广泛应用于数据索引和查找的过程中。
在数据库管理系统中，哈希函数被用于生成索引，加快数据的检索速度。
常用加密算法学习总结之散列函数（hashfunction）
常⽤加密算法学习总结之散列函数（hashfunction）散列函数（Hash function）⼜称散列算法、哈希函数，散列函数把消息或数据压缩成摘要，使得数据量变⼩，将数据的格式固定下来。
该函数将数据打乱混合，重新创建⼀个叫做散列值（hash values）的指纹。
这种转化是⼀种压缩映射，也就是散列值的空间通常远⼩于输⼊值的空间，不同的输⼊可能会散列成相同的输出，⼆不可能从散列值来唯⼀的确定输⼊值。
简单的说就是⼀种将任意长度的消息压缩到某⼀固定长度的消息摘要函数。
散列函数性质通过使⽤单向散列函数，即便是确认⼏百MB⼤⼩的⽂件的完整性，也只要对⽐很短的散列值就可以了。
那么，单向散列函数必须具备怎样的性质呢？我们来整理⼀下。
根据任意长度的消息计算出固定长度的散列值能够快速计算出散列值计算散列值所花费的时间短。
尽管消息越长，计算散列值的时间也会越长，但如果不能在现实的时间内完成计算就没有意义了。
消息不同散列值也不同难以发现碰撞的性质称为抗碰撞性（collisionresistance）。
密码技术中所使⽤的单向散列函数，都需要具备抗碰撞性。
强抗碰撞性，是指要找到散列值相同的两条不同的消息是⾮常困难的这⼀性质。
在这⾥，散列值可以是任意值。
密码技术中的单向散列函数必须具备强抗碰撞性。
具备单向性单向散列函数必须具备单向性（one-way）。
单向性指的是⽆法通过散列值反算出消息的性质。
根据消息计算散列值可以很容易，但这条单⾏路是⽆法反过来⾛的。
散列函数的应⽤散列函数应⽤具有多样性安全加密：保护资料，散列值可⽤于唯⼀地识别机密信息。
这需要散列函数是抗碰撞(collision-resistant)的，意味着很难找到产⽣相同散列值的资料。
如数字签名、消息认证码。
数据校验：确保传递真实的信息：消息或数据的接受者确认消息是否被篡改的性质叫数据的真实性，也称为完整性。
错误校正：使⽤⼀个散列函数可以很直观的检测出数据在传输时发⽣的错误。
密(研)11-密码学Hash函数
第11章 密码学Hash函数Crytographic Hash Functions课程内容大纲1. 引言第一部分：对称密码2. 传统加密技术第三部分：密码学数据完整性算法11.密码学Hash函数3. 分组密码与数据加密标准（DES） 12.消息认证码（MAC） 4. 数论与有限域的基本概念 13.数字签名 5. 高级加密标准（AES） 6. 分组密码的工作模式 7. 伪随机数的产生和流密码第四部分：相互信任14.密钥管理与分发 15.用户认证第二部分：公钥密码8. 数论入门 9. 公钥密码学与RSA 10. 密钥管理和其他公钥密码体制讲课内容11.1 密码学Hash函数的应用 11.2 两个简单的Hash函数 11.3 需求和安全性、安全Hash函数结构 11.4 基于分组密码链接的Hash函数 11.5 安全Hash算法（SHA） 补充：Hash函数MD511.1 密码学Hash函数的应用Hash函数定义• (单词"hash"的翻译：哈希、杂凑、散列、… ) • Hash函数H是一公开函数，用于将任意长的消息 M映射为较短的、固定长度的一个值H(M)。
称函 值H(M)为杂凑值、杂凑码或消息摘要 M → h = H(M)• 在安全应用中使用的Hash函数称为密码学Hash 函数（cryptographic hash function）Hash函数特点• Hash值 H(M) 是消息中所有 比特的函数，因此提供了一 种错误检测能力，即改变消 息中任何一个比特或几个比 特都会使杂凑码发生改变。
Hash函数的应用（1）消息认证 （2）数字签名 （3）其它一些应用Hash函数应用之一：消息认证• 消息认证是用来验证消息完整性的一种机制或服务 完整性 • 当Hash函数用于提供消息认证功能时，Hash函数 值通常称为消息摘要（message digest）• 一般地，消息认证是通过使用消息认证码（MAC） 实现的，即带密钥的Hash函数。
密码学--HASH函数
A
H(mA）(m为口令）
A
H (m A )
'
H(mA）
A：口令m’
=
是 接受
否
拒绝
Hash函数在银行应用举例采用Hash函数，银行操作人员不能获取到用户的密码
THE END！
由m计算H(m)容易
H
由H(m)计算上m不容易
HASH函数的安全性要 求
② 抗弱碰撞性：对于任何给定消息及其散列 值，不可能找到另一个能映射出该散列值的 消息； input
M m H output
m’
给定H(M)
HASH函数的安全性要 求
③ 抗强碰撞性：对于任何两个不同的消息， 它们的散列值必定不同，很难找到两条消息m 和m’，使得H(m)=H(m’)。 input M m m’ H(m)=H(m’) H output
YL-1
b n
CVi-1
f
n
CVi
压缩函数基本结构
HASH填充
在生成散列值之前，对输入消息进行分 组时，如果最后一块报文不足分组长度 要求，就要进行填充。
全部填充0
填充比特 的最高位为 1，其余为0
HASH函数的应用
Hash算列函数由于其单向性和随机性的特点, 主 要运用于提供数据完整性 ( 包括数字签名、以及与 数字签名联系起来的数字指纹的应用 ) 知识证明、 密钥推导、伪随机数生成等方面。 1．数字签名的应用
HASH函数的概念
对于Hash函数H有下面六个要求：
任意长度
m 消息
（1）能够接受任意长度的消息作为输入；
（2）能够生成较短的固定长度的输出； （3）对任何消息输入都应该能够容易和快速
第17讲 Hash 函数.
Hash函数的安全性
生日攻击法
分别把消息m和M表示成r和R个变形的消息
Hash函数的安全性
生日攻击法
计算真消息m的变形与假消息M的变形发生碰撞的 概率 由于n比特长的散列值共有2n个，所以对于给定m 的变形mi和M的变形Mj，mi与Mj不碰撞的概率是 1-1/2n。由于M共有R个变形，所以M的全部变形 都不与mi碰撞的概率是：
1 2 k 1 1 1 ...1 . 365 365 365
k人中至少有2人生日相同的概率为： 1 2 k 1 P(365, k ) 1 1 1 ...1 . 365 365 365
有P(365,23)=0.5073。即在23个人中，至少有两 个人生日相同的概率大于0.5，这个数字比人们 直观猜测的结果小得多，因而称为生日悖论。
Hash函数的安全性
生日攻击法 生日悖论原理可以用于构造对Hash函数 的攻击
设Hash函数值有n个比特，m是真消息，M 是伪造的假消息，分别把消息m和M表示成r 和R个变形的消息。消息与其变形消息具有 不同的形式，但有相同的含义。将消息表示 成变形消息的方法很多，例如增加空格、使 用缩写、使用意义相同的单词、去掉不必要 的单词等。
第8章 Hash 函数
Hash函数定义
数据安全 机密性 完整性 认证性 密码技术主要保证数据的机密性 Hash函数能保证数据的完整性和认证性
Hash函数定义
Hash函数常用来构造数据的短“指纹”：消息的 发送者使用所有的消息产生一个附件也就是短 “指纹”，并将该短“指纹”与消息一起传输给 接收者。 即使数据存储在不安全的地方，接收者重新计算 数据的指纹，并验证指纹是否改变，就能够检测 数据的完整性。这是因为一旦数据在中途被破坏， 或改变，短指纹就不再正确。
密码Hash函数的分析与设计-王小云
Web of Science他引101次，Google Scholar引用378次
Web of Science 他引1000余次，Google Scholar引用3000余次 22
Dobbertin
Joux
Preneel
王小云于1997年用代数分析方法找到SHA-0碰撞路线，复杂度 258，
1998年改进为 245；1998年给出HAVAL-128的碰撞，复杂度仅为211次
运算
12
国际通用Hash函数的碰撞攻击
Wang‚ 1998 Dobbertin ‚ 1996
MD4Leabharlann SHA-019SHA-1碰撞攻击方法与技术
SHA-1不可能差分路线
20
SHA-1碰撞攻击方法与技术
解决不可能差分问题：将不可能差分转化为可能差分，发现高概 率的SHA-0、SHA-1碰撞路线
增加了大量的控制方 程
提出了不破坏大量明文比特方程的比特修改技术
分析70多个含有512个变量的方程，找到50-60个可以用来明文修改的比 特
8
Hash函数简介
密码Hash函数H：Y=H(M)
M
H
Y
抗原像攻击：给定任意Hash值Y，恢复消息M 是困难的
Y
H-1
M
搜索攻击
保护口令M的安全
抗第二原像攻击：给定消息M1 ，计算另一个消息M2 使H(M1)=H(M2)是 困难的
抗碰撞性：找到不同的消息(M1, M2) 有相同的指纹防，止即伪H造(M电1子)=H签(名M2)是 困难的
哈希函数名词解释
哈希函数名词解释哈希函数(hash function)是解决密码学上的一个很有用的函数，它能将很多不同的信息结合成一个特征向量。
分组密码体制是数据加密和解密所采用的主要方法，是指把需要加密的文件分为若干组，每组给定一个加密密钥，对这些文件进行加密，其余部分对外宣称是无密文件。
这种方法安全性较高，但效率低下，因此，只在少数场合使用。
哈希函数也可用于对任意长度的数据块进行加密，例如，使用一个512位的字符数组，即可将信息长度扩展至32766位(1K字节)，因而使用计算机中的哈希函数对任意大小的信息块都可以进行加密，不再受限于密码长度。
哈希函数的基本原理是：根据文件或数据块的特征，生成一个32位的特征向量(公钥)，对该特征向量计算，得到两个32位的特征向量(私钥)。
这两个向量相减就是文件或数据块的密文，如果两个特征向量之和等于所要求的密文，那么这个文件或数据块就是被加密了的;否则就是未加密的。
当然，如果特征向量相减后的值不等于所要求的密文，则说明这个文件或数据块还没有被加密。
1.数据预处理方法。
一般分为三步进行：首先，计算数据的安全哈希值，称作SHA1(sha-1)值;其次，对哈希值和文件加密密钥进行比较，以确认哈希值的正确性;最后，用哈希值来加密数据，哈希值就是加密数据的公钥。
2.数据加密方法。
一般包括数据分组、密钥预处理、哈希函数三步：首先对分组数据进行加密;其次是对加密后的数据进行分组;第三步是选取一个具有足够密钥长度并且具有适当排列顺序的哈希函数对数据进行加密。
2.1.1.1.数据分组方法。
分组时，按哈希函数值的大小对分组后的数据块逐个编号，并且使用固定的哈希函数值，作为下一轮分组和计算哈希值的依据。
这样做，可以保证数据被加密的安全性和实现简单。
2.1.2.1.密钥预处理方法。
密钥预处理时，要按哈希函数值从大到小的顺序进行，先对大的密钥执行密钥变换，再将小密钥插入到大的密钥中去。
同时，由于密钥预处理使用了小密钥，为提高哈希值计算速度，要尽量降低小密钥长度，常用的密钥变换有“距离变换”和“数据变换”。
harsh函数-概述说明以及解释
harsh函数-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以描述一下harsh函数是什么以及它的重要性和作用。
可以参考以下内容：概述：随着计算机科学的快速发展，数据安全和隐私保护变得尤为重要。
在这个数字化时代，我们需要一种可靠的方法来保护数据的完整性和安全性。
在这方面，hash函数扮演着至关重要的角色。
Hash函数是一种常见的密码算法，主要用于将数据转换为固定长度的字符串。
它通过对任意长度的数据应用哈希算法，生成一个唯一的哈希值。
这个哈希值可以用来验证数据的完整性，检测数据的变化和确定数据的唯一性。
在hash函数的世界里，harsh函数是一种特殊类型的hash函数，它具有许多独特的特点和优势。
与传统的hash函数相比，harsh函数不仅具有更高的效率和更低的冲突率，还可以提供更好的数据安全性和隐私保护。
harsh函数的工作原理是将输入数据通过一系列复杂而精确的计算，转换为一个唯一的哈希值。
这个哈希值具有不可逆的特性，即无法通过哈希值来恢复原始数据。
这种不可逆的特性使得harsh函数成为密码学中重要的工具，广泛应用于数字签名、数据验证、身份验证等各个领域。
此外，harsh函数还具有较低的碰撞概率，即不同的输入数据生成相同哈希值的概率非常低。
这使得harsh函数在数据完整性验证等关键应用场景中更加可靠。
另外，harsh函数还具有良好的计算性能和效率，使得它能够承担大规模数据处理的任务。
总的来说，harsh函数在确保数据安全性和完整性方面发挥着重要作用。
它的独特特性使其在各个领域得到广泛应用，同时也推动了数据安全和密码学的发展。
未来，随着计算机技术的不断进步，人们对于更加高效和安全的harsh函数算法的需求也将不断增加。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以描述整篇文章的组织架构和章节安排：在本文中，我将按照如下结构来阐述关于harsh函数的相关知识。
首先，我将在引言部分进行概述，简要介绍harsh函数的定义、背景和应用领域。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
由于公钥算法不需要联机密钥服务器，密钥分配协议简单， 所以极大简化了密钥管理。除加密功能外，公钥系统还可以提
供数字签名。
7
Bob的 公钥环
Joy Mike
Ted Alice
Alice的公钥
三 dffkffdggddddlfsggdggggf人ggfgdkkkfggggsjjfgfg持kddgdgggggdffdgggggdkkgfsggggglggfgjlgbgggkfglggjkgfggggldggggkgfgggfggdkjdkggggsgfgjglggdgggfgggdggkgggjggfkllggggdfgggjjggggskdggggdfgggfgggjggfgggfgggksdggggglgggjfgggggggggjgggdgkgdggggfjgsfgkfggggdgdggdgggfgggjkfggdgkgggggfjggdkdggglfgkggggglgjsgggfgfdgggkgglgggjggdgglfskfgdjsfgdgklgggj dgkgfgggj fgkggjgfgkggflkkfgj f
1第3章Βιβλιοθήκη 公钥密码与Hash函数1. 公钥密码体制介绍 2. Hash函数 3. RSA算法介绍 4. 数字签名技术
2
对称加密技术的特点
对称加密算法是一种传统的加密算法，它的基本原理如下： 在对称加密中，数据信息的传送，加密及接收解密都需用到 这个共享的钥匙，也就是说加密和解密共用一把钥匙。
举例：Mary想送一张订单给Jack，Mary希望只有Jack可以 阅读它。Mary将这张订单(里面的文字)用一个加密钥匙加密 之后，将这个加过密的订单(密码文字)寄给了Jack，Jack用 同一把密钥进行解密。
有6个组成部分：明文、加密算法、公钥、 私钥、密文、解密算法
6 6
在非对称加密算法中，利用了两把钥匙：一个钥匙用来将 数据信息加密，而用另一把不同的钥匙来解密。
这两把钥匙之间在数学上是相关的，即用一个钥匙加密过 的资料只能用相对的另一个钥匙来解密。
公钥：它可以给任何请求它的应用程序或用户。 私钥：只有它的所有者知道。
Bob的私钥 传输的密文
Mike
Ted
Bob
Bob的公钥
三 dffkffdggddddlfsggdggggf人ggfgdkkkfggggsjjfgfg持kgdddgggggddgffggggdgkkfsgggggglgfgljgbgggkfglggkjgfgggggldgggkgfggggfgkjddgkgggsgfgjglggdggggfggdggkgggjggfkllggggdfgggjjggggksdggggfdgggfgggjggfgggfgggksdgggggglggjfgggggggggjgggdggkdggggfjgsfgkfggggdgdggdgggfgggjkfggdgkgggggfjggdkdggglfgkggggglgjsgggfgfdgggkgglgggjggdgglfskfgdjsfgdgklgggj dgkgfgggj fgkggjgfgkggflkkfgj f
解密算法 （加密算法的逆）
明文输出
Alice的 公钥环
三 dffkffdggddddlfsggdggggf人ggfgdkkkfggggsjjfgfg持kddgdgggggdffdgggggdkkgfsggggglggfgjlgbgggkfglggjkgfggggldggggkgfgggfggdkjdkggggsgfgjglggdgggfgggdggkgggjggfkllggggdfgggjjggggskdggggdfgggfgggjggfgggfgggksdggggglgggjfgggggggggjgggdgkgdggggfjgsfgkfggggdgdggdgggfgggjkfggdgkgggggfjggdkdggglfgkggggglgjsgggfgfdgggkgglgggjggdgglfskfgdjsfgdgklgggj dgkgfgggj fgkggjgfgkggflkkfgj f
安全事件
[2014央视315晚会] 大唐电信旗下高鸿股份泄露个人 隐私：删都删不掉
通过手机经销商预装软件的方法越来越流行。大唐高鸿数据网络技术 股份有限公司是大唐电信旗下的一家高新技术企业，公司开发的这款“大 唐神器”号称可以做到“全自动智能安装软件”，是“智能手持终端高端 软件预装推广利器”。国家互联网应急中心检测发现，有些手机里竟然被 人悄悄植入了两个恶意程序。其中一个叫Data servers的恶意程序，他能 够在用户不知情的情况下远程控制用户手机，不仅可以自动安装应用软件 甚至还可以卸载手机中原有的应用软件。而另一个应用程序功能更加强大， 他可以偷偷获取手机中的个人信息，并悄悄把这些信息发送出去。国家互 联网应急中心运营部网络工程师何能强说：“这个木马的名字它叫做hct counter它会上传用户的一些隐私的信息。”
4
公钥密码体制（不对称加密技术）
公钥密码学的发展是整个密码学发 展历史中最伟大的一次革命。
公钥算法基于数学函数而不是基于替换和置换
它使用两个独立的密钥，在消息的保密性、 密钥分配和认证领域有重要意义。
5
公钥密码体制特点
仅根据密码算法和加密密钥来确定解密密钥在 计算上是不可行的。
两个密钥中的任何一个可以用来加密，另一个 用来解密。
传输的密文
明文输入
加密算法（如RSA）
(a) 加密
Alice的私钥
三 dffkffdggddddlfsggdggggf人ggfgdkkkfggggsjjfgfg持kgdddgggggddgffggggdgkkfsgggggglgfgljgbgggkfglggkjgfgggggldgggkgfggggfgkjddgkgggsgfgjglggdggggfggdggkgggjggfkllggggdfgggjjggggksdggggfdgggfgggjggfgggfgggksdgggggglggjfgggggggggjgggdggkdggggfjgsfgkfggggdgdggdgggfgggjkfggdgkgggggfjggdkdggglfgkggggglgjsgggfgfdgggkgglgggjggdgglfskfgdjsfgdgklgggj dgkgfgggj fgkggjgfgkggflkkfgj f
问题：如何将密钥安全的传给Jack？ 如何保障远程密钥传输的安全性？ 密钥泄露，则整个信息被暴露！
3
传统的对称密钥体制的弱点
密钥管理 如何安全的共享秘密密钥 每对通信者间都需要一个不同的密钥。N个 人通信需要N！个密钥。 不可能与你未曾谋面的人通信
没有解决抵赖问题 文档不能被签名 通信双方都可以否认发送或接收过的信息