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散列函数安全性概要

本文总结了已知公开的针对密码散列函数的攻击。请注意，此列表可能不及最新研究成果新。有关其他参数的摘要，请参阅密码散列函数比较（英语：Comparison of cryptographic hash functions）。

图例

  没有攻击——攻击只能用于散列函数的一个简化版本，或攻击复杂性比散列自身声明的最低值还高
  攻击理论可行——攻击可用于完整的散列函数，攻击复杂性也比散列函数原先声明的最低值要低
  攻击实际可行

常用散列函数

抗碰撞

主条目：碰撞_(电脑科学)
散列函数 安全声明 最佳攻击[a] 发表日期 注释
MD5 264 218时间 2013-03-25 在普通PC上只需几秒钟。双块碰撞[b]需218，单块碰撞需241。[1]
SHA-1 280 263.1 2017-02-23 论文发表。[2]
SHA256 2128 64轮中的31轮（265.5） 2013-05-28 双块碰撞。[3]
SHA512 2256 80轮中的24轮（232.5） 2008-11-25 论文发表。[4]
SHA-3 最大2512 25轮中的6轮（250） 2017 论文发表。[5]
BLAKE2s 2128 10轮中的2.5轮（2112） 2009-05-26 论文发表。[6]
BLAKE2b 2256 12轮中的2.5轮（2224） 2009-05-26 论文发表。[6]

选择前缀碰撞攻击

散列函数 安全声明 最佳攻击 发表日期 注释
MD5 264 239 2009-06-16 普通PC上需数小时。[7]
SHA-1 280 277.1 2012-06-19 论文发表。[8]
SHA256 2128
SHA512 2256
SHA-3 最大2512
BLAKE2s 2128
BLAKE2b 2256

抗原像

主条目：原像攻击
散列函数 安全声明 最佳攻击 发表日期 注释
MD5 2128 2123.4 2009-04-27 论文发表。[9]
SHA-1 2160 80轮中的45轮 2008-08-17 论文发表。[10]
SHA256 2256 64轮中的43轮（2254.9时间，26内存) 2009-12-10 论文发表。[11]
SHA512 2512 80轮中的46轮（2511.5时间，26内存) 2008-11-25 论文发表[12]，且有更新[11]。
SHA-3 最大2512
BLAKE2s 2256 10轮中的2.5轮（2241） 2009-05-26 论文发表。[6]
BLAKE2b 2256 12轮中的2.5轮（2481） 2009-05-26 论文发表。[6]

其他散列函数

抗碰撞

散列函数 安全声明 最佳攻击 发表日期 注释
GOST 2128 2105 2008-08-18 论文发表。[13]
HAVAL-128 264 27 2004-08-17 2004年报道了碰撞方法[14]，2005年发表了密码学分析报告[15]。
MD2 264 263.3时间，252内存 2009 比生日攻击的计算成本略低[16]，但对内存的要求使其实际应用变得不现实。
MD4 264 3次操作 2007-03-22 发现碰撞几乎与验证它们一样快。[17]
PANAMA 2128 26 2007-04-04 论文发表[18]，改进自2001年的理论攻击[19]。
RIPEMD（原始版本） 264 218时间 2004-08-17 2004年报道了碰撞方法[14]，2005年发表了密码学分析报告[20]。
RadioGatún 最大2608[c] 2704 2008-12-04 对于介于1-64位之间的字大小w，散列声明29.5w安全性。攻击可以在211w时间内发现碰撞。[21]
RIPEMD-160 280 80轮中的48轮（251时间） 2006 论文发表。[22]
SHA-0 280 233.6时间 2008-02-11 使用回旋镖攻击的双块碰撞。平均上使用PC攻击估计需要1小时。[23]
Streebog 2256 12轮中的9.5轮（2176时间，2128内存） 2013-09-10 反弹攻击。[24]
Whirlpool 2256 10轮中的4.5轮（2120时间） 2009-02-24 反弹攻击。[25]

抗原像

散列函数 安全声明 最佳攻击 发表日期 注释
GOST 2256 2192 2008-08-18 论文发表。[13]
MD2 2128 273时间，273内存 2008 论文发表。[26]
MD4 2128 2102时间，233内存 2008-02-10 论文发表。[27]
RIPEMD（原始版本） 2128 48轮中的35轮 2011 论文发表。[28]
RIPEMD-128 2128 64轮中的35轮
RIPEMD-160 2160 80轮中的31轮
Streebog 2512 2266时间，2259数据 2014-08-29 论文介绍了两种对可变量据有要求的次原像攻击。[29]
Tiger 2192 2188.8时间，28内存 2010-12-06 论文发表。[30]

参见

注释

  1. ^ 这里的时间和内存都指数量级，见计算复杂性。
  2. ^ 指允许最多两个块不同而散列值相同，单块碰撞意义同。
  3. ^ RadioGatún是一系列散列函数，由64种不同的散列函数组成。图表中的安全级别和最佳攻击适用于64位版本。32位版本的RadioGatún声称安全性为2304，最佳攻击攻击需要2352时间。

参考

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  2. ^ Marc Stevens; Elie Bursztein; Pierre Karpman; Ange Albertini; Yarik Markov. The first collision for full SHA-1 (PDF). 2017-02-23 [2018-10-09]. （原始内容存档 (PDF)于2018-10-11）. 
  3. ^ Florian Mendel; Tomislav Nad; Martin Schläffer. Improving Local Collisions: New Attacks on Reduced SHA-256. Eurocrypt 2013. 2013-05-28 [2018-10-09]. （原始内容存档于2018-11-06）. 
  4. ^ Somitra Kumar Sanadhya; Palash Sarkar. New Collision Attacks against Up to 24-Step SHA-2. Indocrypt 2008. 2008-11-25 [2018-10-09]. （原始内容存档于2018-06-10）. 
  5. ^ L. Song, G. Liao and J. Guo, Non-Full Sbox Linearization: Applications to Collision Attacks on Round-Reduced Keccak, CRYPTO, 2017
  6. ^ 6.0 6.1 6.2 6.3 LI Ji; XU Liangyu. Attacks on Round-Reduced BLAKE. 2009-05-26 [2018-10-09]. （原始内容存档于2019-07-17）. 
  7. ^ Marc Stevens; Arjen Lenstra; Benne de Weger. Chosen-prefix Collisions for MD5 and Applications (PDF). 2009-06-16 [2018-10-09]. （原始内容 (PDF)存档于2011-11-09）. 
  8. ^ Marc Stevens. Attacks on Hash Functions and Applications (PDF). PhD thesis. 2012-06-19 [2018-10-09]. （原始内容 (PDF)存档于2017-03-18）. 
  9. ^ Yu Sasaki; Kazumaro Aoki. Finding Preimages in Full MD5 Faster Than Exhaustive Search. Eurocrypt 2009. 2009-04-27 [2018-10-09]. （原始内容存档于2018-11-05）. 
  10. ^ Christophe De Cannière; Christian Rechberger. Preimages for Reduced SHA-0 and SHA-1. Crypto 2008. 2008-08-17 [2018-10-09]. （原始内容存档于2013-08-10）. 
  11. ^ 11.0 11.1 Kazumaro Aoki; Jian Guo; Krystian Matusiewicz; Yu Sasaki; Lei Wang. Preimages for Step-Reduced SHA-2. Asiacrypt 2009. 2009-12-10 [2018-10-09]. （原始内容存档于2019-02-02）. 
  12. ^ Yu Sasaki; Lei Wang; Kazumaro Aoki. Preimage Attacks on 41-Step SHA-256 and 46-Step SHA-512. 2008-11-25 [2018-10-09]. （原始内容存档于2018-10-10）. 
  13. ^ 13.0 13.1 Florian Mendel; Norbert Pramstaller; Christian Rechberger; Marcin Kontak; Janusz Szmidt. Cryptanalysis of the GOST Hash Function. Crypto 2008. 2008-08-18. 
  14. ^ 14.0 14.1 Xiaoyun Wang; Dengguo Feng; Xuejia Lai; Hongbo Yu. Collisions for Hash Functions MD4, MD5, HAVAL-128 and RIPEMD. 2004-08-17 [2018-10-09]. （原始内容存档于2020-06-09）. 
  15. ^ Xiaoyun Wang; Dengguo Feng; Xiuyuan Yu. An attack on hash function HAVAL-128 (PDF). Science in China Series F: Information Sciences. October 2005, 48 (5): 545–556 [2018-10-09]. doi:10.1360/122004-107. （原始内容 (PDF)存档于2017-08-09）. 
  16. ^ Lars R. Knudsen; John Erik Mathiassen; Frédéric Muller; Søren S. Thomsen. Cryptanalysis of MD2. Journal of Cryptology. January 2010, 23 (1): 72–90 [2018-10-09]. doi:10.1007/s00145-009-9054-1. （原始内容存档于2018-10-14）. 
  17. ^ Yu Sasaki; Yusuke Naito; Noboru Kunihiro; Kazuo Ohta. Improved Collision Attacks on MD4 and MD5. IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences. 2007-03-22, E90–A (1): 36–47. doi:10.1093/ietfec/e90-a.1.36. 
  18. ^ Joan Daemen; Gilles Van Assche. Producing Collisions for Panama, Instantaneously. FSE 2007. 2007-04-04 [2018-10-09]. （原始内容存档于2019-10-10）. 
  19. ^ Vincent Rijmen; Bart Van Rompay; Bart Preneel; Joos Vandewalle. Producing Collisions for PANAMA. FSE 2001. 2001 [2018-10-09]. （原始内容存档于2012-02-08）. 
  20. ^ Xiaoyun Wang; Xuejia Lai; Dengguo Feng; Hui Chen; Xiuyuan Yu. Cryptanalysis of the Hash Functions MD4 and RIPEMD. Eurocrypt 2005. 2005-05-23 [2018-10-09]. （原始内容存档于2018-10-10）. 
  21. ^ Thomas Fuhr; Thomas Peyrin. Cryptanalysis of RadioGatun. FSE 2009. 2008-12-04 [2018-10-09]. （原始内容存档于2018-09-30）. 
  22. ^ Florian Mendel; Norbert Pramstaller; Christian Rechberger; Vincent Rijmen. On the Collision Resistance of RIPEMD-160. ISC 2006. 2006 [2018-10-09]. （原始内容存档于2020-07-18）. 
  23. ^ Stéphane Manuel; Thomas Peyrin. Collisions on SHA-0 in One Hour. FSE 2008. 2008-02-11 [2018-10-09]. （原始内容存档于2018-10-10）. 
  24. ^ Zongyue Wang; Hongbo Yu; Xiaoyun Wang. Cryptanalysis of GOST R hash function. Information Processing Letters. 2013-09-10, 114 (12): 655–662 [2018-10-09]. doi:10.1016/j.ipl.2014.07.007. （原始内容存档于2018-12-29）. 
  25. ^ Florian Mendel; Christian Rechberger; Martin Schläffer; Søren S. Thomsen. The Rebound Attack: Cryptanalysis of Reduced Whirlpool and Grøstl (PDF). FSE 2009. 2009-02-24 [2018-10-09]. （原始内容存档 (PDF)于2016-03-04）. 
  26. ^ Søren S. Thomsen. An improved preimage attack on MD2. 2008 [2018-10-09]. （原始内容存档于2020-08-08）. 
  27. ^ Gaëtan Leurent. MD4 is Not One-Way (PDF). FSE 2008. 2008-02-10 [2018-10-09]. （原始内容存档 (PDF)于2016-03-04）. 
  28. ^ Chiaki Ohtahara; Yu Sasaki; Takeshi Shimoyama. Preimage Attacks on Step-Reduced RIPEMD-128 and RIPEMD-160. ISC 2011. 2011 [2018-10-09]. （原始内容存档于2018-06-14）. 
  29. ^ Jian Guo; Jérémy Jean; Gaëtan Leurent; Thomas Peyrin; Lei Wang. The Usage of Counter Revisited: Second-Preimage Attack on New Russian Standardized Hash Function. SAC 2014. 2014-08-29 [2018-10-09]. （原始内容存档于2018-12-29）. 
  30. ^ Jian Guo; San Ling; Christian Rechberger; Huaxiong Wang. Advanced Meet-in-the-Middle Preimage Attacks: First Results on Full Tiger, and Improved Results on MD4 and SHA-2. Asiacrypt 2010: 12–17. 2010-12-06 [2018-10-09]. （原始内容存档于2019-10-10）. 

外部链接

 
常用函数
SHA-3入围（英语：NIST hash function competition）
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