針對(duì)BLAKE哈希算法輪函數(shù)受到安全威脅的問(wèn)題,提出一種基于Lorenz混沌系統(tǒng)的BLAKE哈希算法。采用不同狀態(tài)的混沌迭代,在BLAKE輪函數(shù)中增加循環(huán)移位,從每輪迭代的值、初始哈希值、鹽值和計(jì)數(shù)器值共同計(jì)算得到最終的哈希值。結(jié)果表明,與原BLAKE哈希算法和現(xiàn)有主流混沌哈希算法相比,文中算法具有更好的混淆性和擴(kuò)散性、更穩(wěn)定的雪崩特性,抗碰撞攻擊的指標(biāo)也更接近理想值。 

【文章來(lái)源】：黑龍江科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,30(03)

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

哈希值的分布

BLAKE算法以安全性強(qiáng)、效率高等優(yōu)勢(shì),于2012年被美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所(National institute of standards and technology,NIST)征集并入選為SHA-3的最終決賽輪算法之一。BLAKE算法內(nèi)部采取的局部寬管道結(jié)構(gòu)如圖1所示,使用HAIFA迭代框架[7],其主要思想是在壓縮過(guò)程中引入鹽值和計(jì)數(shù)值兩個(gè)額外的參數(shù)。該算法壓縮函數(shù)是基于ChaCha[8]核心函數(shù)設(shè)計(jì),內(nèi)部的運(yùn)算主要是異或、模加和循環(huán)移位。BLAKE算法家族有BLAKE-224、BLAKE-256、BLAKE-384和BLAKE-512四種哈希算法。各個(gè)算法的基本原理均相同,只是在消息摘要值的長(zhǎng)度、部分輸入輸出參數(shù)、循環(huán)計(jì)算輪數(shù)和循環(huán)移位數(shù)等方面略有不同,摘要輸出的長(zhǎng)度越長(zhǎng),則安全性越高、效率越低。從安全和效率綜合考慮后,文中主要研究的算法是BLAKE-256。

文中哈希算法使用Lorenz混沌迭代和BLAKE算法的輪函數(shù)作為主函數(shù),使用鹽值和計(jì)數(shù)器值為參數(shù)作為輪函數(shù)和Lorenz系統(tǒng)的輸入,增加了哈希算法隨機(jī)性。并對(duì)初值和中間變量進(jìn)行優(yōu)化,使其在引入混沌迭代情況下保障其算法效率,整個(gè)算法的流程如圖2所示。首先將消息進(jìn)行填充,使消息的長(zhǎng)度為512比特的整數(shù)倍。填充規(guī)則有

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于時(shí)空混沌系統(tǒng)的單向Hash函數(shù)構(gòu)造[J]. 張瀚,王秀峰,李朝暉,劉大海.  物理學(xué)報(bào). 2005(09)

碩士論文
[1]SHA-3 BLAKE算法的ASIP實(shí)現(xiàn)[D]. 張羽立.復(fù)旦大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3217305