單分組散列函數(shù)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用.pdf

1、在如今互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展的時(shí)代中，電子商務(wù)和網(wǎng)絡(luò)通信等交互方式逐漸成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚慕涣鞣绞?。同時(shí)，其所帶來的安全性問題也是造成用戶經(jīng)濟(jì)損失的一個(gè)重大安全隱患。為了避免篡改等安全問題的出現(xiàn)，通信雙方將采用散列函數(shù)來保證傳輸文件或通信消息的完整性認(rèn)證。在針對(duì)散列函數(shù)的設(shè)計(jì)和改進(jìn)算法研究領(lǐng)域中，很多學(xué)者提出觀點(diǎn)，希望通過增加在散列函數(shù)算法處理中的分組長度，同時(shí)增加最后輸出的散列碼長度，以此提高散列函數(shù)的安全性。然而，關(guān)于短消息處理

2、的散列函數(shù)設(shè)計(jì)和研究問題亟待完善。
　　本學(xué)位論文設(shè)計(jì)一種針對(duì)短消息處理的單分組散列函數(shù)(Single-Block Hash Function，SBH)。首先，在散列函數(shù)設(shè)計(jì)方面，針對(duì)長度小于128位的短消息和長度介于128位和256位之間的短消息，設(shè)計(jì)兩種單分組散列函數(shù)SBH-128和SBH-256。該算法依照散列函數(shù)的設(shè)計(jì)原則的設(shè)計(jì)，其中包括了對(duì)輸入短消息的初始化處理、散列函數(shù)的分組長度等結(jié)構(gòu)、參與運(yùn)算的非線性函數(shù)和每輪運(yùn)算中

3、相關(guān)參數(shù)的定義。
　　其次，根據(jù)SBH的設(shè)計(jì)原理和算法邏輯進(jìn)行程序?qū)崿F(xiàn)，并與傳統(tǒng)散列函數(shù)MD5、SHA-1在短消息處理方面進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。對(duì)比幾種散列函數(shù)在處理短消息的運(yùn)行時(shí)間，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，比較其運(yùn)行效率。
　　最后，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本論文提出的針對(duì)短消息處理的單分組散列函數(shù)與傳統(tǒng)散列函數(shù)相比，在處理相同短消息時(shí)，SBH-128平均處理速率比MD5提高了7.4％，比SHA-1提高了25.4%；SBH-256平均處理速率比MD5

4、提高了5.2%，比SHA-1提高了22.9%。SBH處理短消息方面具有較高的運(yùn)行效率，同時(shí)，設(shè)計(jì)算法的輸出散列碼為128位，與MD5輸出散列碼長度相同，具有同等的安全性能，保障了算法的安全性，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)散列函數(shù)處理短消息時(shí)存在的不足之處。本學(xué)位論文中提出的新散列函數(shù)在處理短消息方面性能優(yōu)于傳統(tǒng)散列函數(shù)。
　　此外，本文還應(yīng)用SBH-128實(shí)現(xiàn)了一個(gè)用戶身份認(rèn)證的系統(tǒng)構(gòu)架，以便完善身份認(rèn)證系統(tǒng)的安全性和完整性；應(yīng)用SBH-256實(shí)現(xiàn)