飛利信大數據技術與區塊鏈研究院 | SM3密碼雜湊算法簡介

2021-02-19 飛利信

為了辨識一個人的身份，我們提取這個人的指紋，再經過特定的方式比對就可以知道 「他/她」 是誰。散列函數( Hash function )又稱散列算法、哈希函數，是一種從任何一種數據中創建小的數字「指紋」的方法。散列函數把消息或數據壓縮成摘要，使得數據量變小，將數據的格式固定下來。

MD4算法一般使用在32位的計算機處理器模塊內，通過軟體系統來實現其算法功能。然而，由於MD4算法本身存在的安全性漏洞，目前它已經被更為先進安全的算法所淘汰。但MD4算法為之後的MD5算法、SHA-1算法、ripemd 算法等提供了很好的理論基礎。MD5算法是MD4算法的升級版，它在MD4算法的基礎上增加了 safety-belts 功能，使整個算法變得更加可靠。MD5算法在MD4算法的基礎上加入了第四輪的計算模式，每一個步驟都是一一對應的固定值，改進了MD4算法中在第二輪、第三輪計算中的漏洞，完善了訪問輸入分組的次序，從而減小其對稱性和相同性。通過這些變化，使得MD5與MD4相比變得複雜很多，整個運轉速度也要比MD4慢一些，但是從整體安全性、抗衝突和抗分析方面有了很大的提高。

SHA-1算法也叫做安全哈希算法，主要應用於digital signature standard dss裡面定義的數字籤名算法。SHA-1算法長度一般為160bit 的message digest，SHA-1算法在接收消息摘要的過程中，可以利用message digest 來檢查數據的完整情況。它不會從message digest 中還原相關的內容，此外兩個不同的message 不會產生相同的message digest，因此SHA-1算法具有很強的brute-force性能。SHA-1算法的計算方式是基於MD4的算法原理，它的填補和分組模式與MD5是一樣的，但是在算法中，SHA-1的非線性函數、循環左移運算和加法常數與MD5算法的運算方式有一定的差異，SHA-1的安全性和穩定性比MD5算法更加可靠，且運算速度也有了一定的提高。

多年來，哈希函數算法 MD5 與美國標準技術局頒布的算法 SHA-1，是國際上公認最先進、應用範圍最廣的兩大重要算法。但是，上述國外兩個非常有名的密碼雜湊算法已經被清華大學王小雲教授所破解。MD5密碼算法，運算量達到2的80次方。即使採用現在最快的巨型計算機，也要運算100萬年以上才能破解。SHA-1密碼算法，由美國專門制定密碼算法的標準機構---美國國家標準技術研究院與美國國家安全局設計，早在1994年就被推薦給美國政府和金融系統採用，是美國政府目前應用最廣泛的密碼算法。截止目前，MD5、HAVAL-128、MD4、RIPEMD、SHA-1等5大國際著名密碼算法均已被王小雲教授所破解。

王小雲教授和她的團隊成功設計出了我們國家自己的密碼算法——SM3密碼雜湊算法。這個由我國自主研發的密碼算法更加可靠，更加安全，並有可能成為全新一代的國際標準。

相關焦點

  • SM3密碼雜湊算法簡介
    SM3密碼雜湊算法由王小雲等中國密碼學家自主設計，可用於數字籤名、完整性保護、安全認證、口令保護等。SM3算法消息分組長度為512比特，輸出摘要長度為256比特。SM3算法在M-D結構的基礎上，新增了16步全異或操作、消息雙字介入、加速雪崩效應的P置換等多種設計技術，能夠有效避免高概率的局部碰撞，有效抵抗強碰撞性的差分分析、弱碰撞性的線性分析和比特追蹤法等密碼分析方法。
  • 國密算法SM3與SM4簡介與應用
    如果對你有幫助，麻煩點個在看或點個讚，感謝~最近0基礎在學習國密算法的相關應用，故此和大家分享下自己的一些經歷。程序平臺： Ubuntu16.04  x64一、國密SM3與SM4國產密碼算法（國密算法）是指國家密碼局認定的國產商用密碼算法，目前主要使用公開的SM2、SM3、SM4三類算法，分別是非對稱算法、哈希算法和對稱算法。不懂也沒關係，以後別人說SM2、SM3、SM4知道它們是幹啥的就行。
  • 如何將區塊鏈技術用於版權保護?
    擴展層類似於電腦的驅動程序，是為了讓區塊鏈產品更加實用，可以使用分布式存儲、機器學習、物聯網、大數據等技術，這個層面與應用層更加接近，也可以理解為B/S架構的產品中的服務端（Server）。這樣不僅在架構設計上更加科學，讓區塊鏈數據更小，網絡更獨立，同時也可以保證擴展層開發不受約束。
  • 區塊鏈有哪些安全軟肋
    區塊鏈是比特幣中的核心技術，在無法建立信任關係的網際網路上，區塊鏈技術依靠密碼學和巧妙的分布式算法，無需藉助任何第三方中心機構的介入，用數學的方法使參與者達成共識，保證交易記錄的存在性、合約的有效性以及身份的不可抵賴性。
  • 網絡法前沿 | 趙磊:區塊鏈技術的算法規制
    非對稱加密算法是指對數據進行加密和解密時，需要兩個不同的密碼完成。非對稱加密算法在區塊鏈中的運用，將交易中的密碼分為公鑰 (publickey) 和私鑰 (privatekey)。哈希算法也叫「安全散列函數」，又稱信息摘要。區塊鏈使用哈希算法把交易生成數據摘要，當前區塊裡面包含上一個區塊的哈希值，後面一個區塊又包含當前區塊的哈希值，以此類推，一個個包含哈希值的區塊串連起來，形成一條區塊鏈。哈希算法是區塊鏈的底層技術，其上述特性賦予了區塊鏈技術的可靠性。
  • 「區塊鏈十問」 研究彙編
    區塊鏈涉及到密碼學（包括公鑰和密鑰體制、數字籤名、對稱加密等）、分布式算法、網絡（網際網路和 TCP/IP、P2P網絡協議等）這幾類技術，這些技術本身都已經是成熟的。區塊鏈所應用的關鍵技術在中本聰提出區塊鏈概念之前的 20 多年間已經逐一發展和應用起來，例如：• 1982年，David Chaum提出密碼學網路支付系統。
  • SM3加密算法開源項目推薦
    來自ljgibbslf的github項目，知乎同名，歡迎starhttps://github.com/ljgibbslf/SM3_core下面是項目的READMESM3_core國密 SM3 雜湊算法的硬體
  • CCF區塊鏈專委會 | 區塊鏈關鍵技術研究進展
    現階段，業界側重於從不同角度提出針對區塊鏈系統的攻防措施，進而對區塊鏈安全性進行全方位探索。研究表明，任何違反區塊鏈安全性的行為，都可以歸結為從算法安全、協議安全、實現安全、使用安全和系統安全等五個層面進行的破壞、更改和洩露。（1）算法安全算法安全通常是指密碼算法安全，既包括用於檢驗交易的哈希算法、籤名算法，也包括用於某些智能合約中的複雜密碼算法。
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    隨著企業組織對區塊鏈的價值有了更深入的理解，區塊鏈技術將得到更廣泛的採用。IDC預計，到2021年，全球在區塊鏈解決方案上的年度支出將達到97億美元。賽迪區塊鏈研究院統計，2019年我國區塊鏈應用落地項目328個，其中金融區塊鏈應用落地項目96個，佔比29%，在同期應用落地項目中佔比最高，較2018年同比增長41%。
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    2016年7月7日，謝耘博士在第6期賽迪學習論壇中與大家分享區塊鏈技術相關內容。
  • 區塊鏈技術
    區塊鏈記錄發生交易的所有信息，一旦數據進入了區塊鏈，即使是內部工作人員在區塊鏈中也無法做任何更改。這種不可更改的特點不是來自使用某種操作，而是由於區塊鏈系統和機制本身。這使得運用區塊鏈技術較之其他安全技術而言更為簡便和有效。凡是需要公正、公平、誠實的地方，都可以使用區塊鏈技術。
  • 快訊|錐體區塊鏈研究院正式成立!
    錐體區塊鏈研究院的成立，代表著錐體區塊鏈從實驗室研究中心向實際應用邁出的重要步伐，研究院將專注於錐體區塊鏈的基礎理論研究、標準制訂、數據實驗、應用研究、基礎架構設計開發。並在此基礎上實現錐體區塊鏈的底層構架落地、作業系統和開源平臺架構的全球布局及應用晶片的開發製造，以此有效推進錐體區塊鏈在產學研合作的發展以及全球範圍內的落地、應用與未來發展，研究院向全世界發出邀約，邀請區塊鏈及相關行業的專家、學者、教授以及技術人員加入錐體區塊鏈研究院，共同為錐體區塊鏈在全球的落地應用做出貢獻。
  • 安全工具系列 : SM3國密算法工具開發
    前言國密即國家密碼局認定的國產密碼算法.主要有 SM1,SM2,SM3,SM4.密鑰長度和分組長度均為 128 位.SM3是我國採用的的一種密碼散列函數標準，由國家密碼管理局於2010年12月17日發布。相關標準為「GM/T 0004-2012 《SM3密碼雜湊算法》」。SM3密碼雜湊算法採用Merkle-Damgard結構，消息分組長度為512b，摘要長度256b。
  • 連結2021·區塊鏈新趨勢分享會 | 點對點研究院邀請業內數位大咖共同探討區塊鏈技術新變革
    站在「百年未有之大變局」的歷史檔口，如何撥開紛亂迷霧認清大勢真相？2021年區塊鏈行業將有哪些新趨勢？如何抓住區塊鏈新世界的新契機？針對此，上海點對點科技有限公司日前在上海主辦了 「連結2021區塊鏈新趨勢分享會集點對點科技年終慶典」，邀請數位業內頂級嘉賓，圍繞新基建背景下的區塊鏈發展、DeFi、價值投資、零知識證明研究和應用等熱點技術話題，開啟一場區塊鏈的思想盛宴。
  • 區塊鏈技術在智慧水利中應用的研究
    該模型利用區塊鏈技術去中心化、可信任的特點，為智慧水利提供一個開放、安全的數據共享服務機制，推動各部門之間打破數據壁壘，實現全社會領域的共建共享。關鍵詞：智慧水利；區塊鏈；數據；共享交換水利的主要管理對象是水利工程、水環境、水資源、河長制、供水、排水等水利基礎設施。
  • 從區塊鏈看密碼學,其實沒你想像的那麼難!
    密碼學基礎科普如果您還是密碼學小白，那你需要先簡單了解一下常用的密碼算法：對稱加密、非對稱加密、數字籤名和摘要算法。＜對稱加密＞對稱加密又叫傳統密碼算法，就是加密和解密使用同一個密鑰。潛伏裡面孫紅雷通過電臺收聽到一堆數字，然後拿出一本書（密碼本）比對，找到數字對應的漢字，就明白上級傳達的是什麼指令了。
  • 【共識簡史】區塊鏈共識算法的發展現狀與展望
    區塊鏈系統採用特定的經濟激勵機制來保證分布式系統中所有節點均有動機參與數據區塊的生成和驗證過程, 按照節點實際完成的工作量分配共識過程所產生的數字加密貨幣,並通過共識算法來選擇特定的節點將新區塊添加到區塊鏈. 以比特幣為代表的一系列區塊鏈應用的蓬勃發展, 彰顯了區塊鏈技術的重要性與應用價值, 區塊鏈系統的共識也成為一個新的研究熱點 [3][4][5].
  • 區塊鏈的基本概念和技術溯源
    在2016年3月，英國政府首席科學顧問發表了一份研究報告《分布式帳本技術：超越區塊鏈》，定義了一個新術語——分布式總帳技術（DLT），而區塊鏈只是實現分布式總帳的技術之一。也就是說DLT是去「幣」化的，但並沒有說明區塊鏈是否需要去「幣」化。再後來，R3和SWIFT也分別發表了相關研究報告，進一步將區塊鏈與密碼學貨幣（Crypto-currency）區分開來。
  • 科普一下SM系列國密算法(從零開始學區塊鏈 189)
    其中SM1、SM4、SM7、祖衝之密碼（ZUC）是對稱算法；SM2、SM9是非對稱算法；SM3是哈希算法。目前，這些算法已廣泛應用於各個領域中，期待有一天會有採用國密算法的區塊鏈應用出現。 SM3密碼雜湊（哈希、散列）算法給出了雜湊函數算法的計算方法和計算步驟，並給出了運算示例。此算法適用於商用密碼應用中的數字籤名和驗證，消息認證碼的生成與驗證以及隨機數的生成，可滿足多種密碼應用的安全需求。