H2-MAC-SHA-1的安全性研究.pdf

1、隨著信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，人們對(duì)信息安全的要求越來(lái)越高，特別是隨著電子商務(wù)的興起，使得信息的加密、認(rèn)證以及安全傳輸?shù)茸兊糜葹橹匾?br>　　 消息認(rèn)證碼(Message Authentication Code，簡(jiǎn)稱(chēng)MAC碼)是保證消息完整性和進(jìn)行數(shù)據(jù)源認(rèn)證的基本算法，它將密鑰和任意長(zhǎng)度的消息作為輸入，輸出一個(gè)固定長(zhǎng)度的“數(shù)字指紋”，使驗(yàn)證者能夠校驗(yàn)消息的發(fā)送者，以及消息傳輸過(guò)程中的完整性。消息認(rèn)證碼主要有三種構(gòu)造方法——基于分組密碼、

2、雜湊函數(shù)或者泛雜湊函數(shù)族?；陔s湊函數(shù)的MAC被廣泛應(yīng)用于各種安全協(xié)議中，如IPSec、SSL/TLS、SSH、SNMP等，所以消息認(rèn)證碼又被稱(chēng)為帶密鑰的雜湊函數(shù)。HMAC是目前使用最廣泛的消息認(rèn)證碼之一。HMAC使用一個(gè)密鑰，利用兩個(gè)常量opad和ipad，通過(guò)密鑰壓縮運(yùn)算得到內(nèi)部密鑰和外部密鑰，即在計(jì)算MAC值時(shí)需兩次訪(fǎng)問(wèn)種子密鑰，為密鑰管理帶來(lái)不便。H2-MAC通過(guò)直接利用雜湊函數(shù)的初始Ⅳ代替外部密鑰解決了這個(gè)問(wèn)題。H2-MAC是

3、Kan Yasuda在ISC2009上提出的一種新型MAC結(jié)構(gòu)，與HMAC相比，只訪(fǎng)問(wèn)一次密鑰，更易于算法實(shí)現(xiàn)及密鑰管理。
　　 在導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)下，本論文對(duì)基于SHA-1的H2-MAC碼的安全性進(jìn)行分析，并有如下結(jié)果:由于H2-MAC將HMAC結(jié)構(gòu)的外部密鑰用常數(shù)代替，一旦內(nèi)部密鑰經(jīng)過(guò)雜湊函數(shù)的值，即等價(jià)密鑰泄露，就可以進(jìn)行一般性偽造攻擊，帶來(lái)安全隱患。本文首次給出基于縮減到61(20-80)步SHA-1的H2-MAC的一般性

4、偽造攻擊。首先構(gòu)造H2-MAC-SHA-1區(qū)分器，利用區(qū)分器和比特探測(cè)技術(shù)，恢復(fù)中間鏈接變量，即等價(jià)密鑰，最后進(jìn)行一般性偽造攻擊。在不知道密鑰的前提下，攻擊者可偽造任意消息M的合法MAC值，攻擊的復(fù)雜度為286次MAC查詢(xún)，遠(yuǎn)低于一般性偽造攻擊的理想復(fù)雜度，成功率是0.815。同時(shí)，給出了基于縮減到53(20-72)步SHA-1的H2-MAC的密鑰恢復(fù)攻擊和一般性偽造攻擊，復(fù)雜度是299的MAC詢(xún)問(wèn)。最后，指出基于縮減輪數(shù)的的LPMAC