谭　雪　周　琥　王世红

(北京邮电大学理学院　北京 100876)



基于混沌的Hash函数的安全性分析

谭雪周琥王世红

(北京邮电大学理学院北京 100876)

摘要随着现代密码学的发展，Hash函数算法越来越占有重要的地位。针对基于耦合映像格子的并行Hash函数算法和带密钥的基于动态查找表的串行Hash函数算法进行了安全性分析。对于前者，发现耦合映像格子系统导致算法中存在一种结构缺陷，在分组序号和分组消息满足特定约束关系的条件下，无需复杂的计算可以直接给出特定分组和消息的中间Hash值。对于后者，分析了产生碰撞缓存器状态的约束条件。在此条件下，找到算法的输出碰撞的代价为O(2100)，远大于生日攻击的代价。

关键词Hash函数混沌碰撞安全性分析

0引言

Hash函数是密码学中的一项重要技术，能够将任意长度的消息压缩成固定长度的消息摘要，被广泛应用于消息认证和数字签名等方面。一个安全的Hash函数应该能够抵抗碰撞攻击。所谓碰撞就是能够找到两个不同的消息使它们产生相同的Hash值。攻击者可以利用碰撞攻击来伪造消息，因此抗碰撞特性是非常重要的。

在密码学Hash函数中，传统的Hash算法有MD5[1]、SHA-1[2]，以及最新提出的SHA-3标准Keccak算法[3]。随着混沌动力学的发展，越来越多的基于混沌的Hash算法相继被提出。例如，有的是基于简单混沌映射的[4,5]，有的是基于混沌神经网络的[6-8]，还有基于耦合映像格子的[9-11]。随着对Hash函数效率要求的提高，越来越多的并行Hash算法被提出[12-16]，这些算法为Hash函数的并行执行提供了思路和方法，但有些算法仍然存在很多问题，不能抵抗伪造攻击，碰撞攻击等[17-19]。……