Хэш-функция md5

MD5 (MD2, MD4 - Message Digest)– автор Ron Rivest – 128-битовая функция, исходное сообщение разбивается на блоки 512 бит. Последний блок дополняется до нужной длины (см. шаг1), после чего к нему дописывается длина исходного сообщения в битах. В алгоритме используется 128-битное промежуточное состояние, которое разбивается на 4 32-разрядных слова. Функция сжатия h состоит из 4 раундов, в каждом из которых выполняется перемешивание блока сообщения и промежуточного состояния. Перемешивание представляет собой комбинацию операций XOR, AND, OR и операций циклического сдвига битов над 32-битными словами. В каждом раунде целый блок сообщения перемешивается с промежуточным состоянием, поэтому каждое слово сообщения фактически используется 4 раза. После 4 раундов результат и входное промежуточное состояние складываются и получается выходное значение функции h. Этот алгоритм особенно эффективен в системах с 32-разрядной архитектурой.

Алгоритм md4

MD5 является более сложным и, следовательно, более медленным при выполнении, чем MD4. Считается, что добавление сложности оправдывается возрастанием уровня безопасности

SHA (Secure Hash Algorithm) – семейство функций разработано Управлением Национальной Безопасности США. SHA-1 это 160-битовая хэш-функция, основанная на алгоритме MD4. Наличие общего предшественника делает SHA-1 схожей с MD5, однако SHA-1 обладает более консервативной структурой и работает в 3 раза медленнее. В алгоритме используется 160-битовое промежуточное состояние, которое разбивается на 5*32-битовых слов. Как и в MD5 выполняются 4 раунда, но вместо обработки каждого блока сообщения по 4 раза, используется линейная рекуррентная функция для того, наличие которой гарантирует, что каждый бит сообщения используется по меньшей мере 10 раз. Единственным отличием SHA-1 от SHA-0 стало добавление к линейной рекуррунтной функции циклического сдвига на один бит.

Существуют SHA-256, SHA-384, SHA-512. Функция SHA-256 (выдает 256-битовый результат) работает намного медленнее, чем SHA-1 и занимает примерно такое же время, как и AES-шифрование.

Отечественный стандарт для хэш-функций — ГОСТ Р34.11—94; он используется совместно со стандартами ГОСТ Р34.10 — 94/2001 для ЭЦП.

Из западных алгоритмов для хэш-функций наиболее известен, например, ряд MD (Message Digest) 20899.

Хэш-функция гост 3411

Алгоритм ГОСТ 3411 является отечественным стандартом для хэш-функций. Его структура довольно сильно отличается от структуры алгоритмов SHA-1,2 или MD5, в основе которых лежит алгоритм MD4.

Длина хэш-кода, создаваемого алгоритмом ГОСТ 3411, равна 256 битам. Алгоритм разбивает сообщение на блоки, длина которых также равна 256 битам. Кроме того, параметром алгоритма является стартовый вектор хэширования Н - произвольное фиксированное значение длиной также 256 бит.

ПРИМЕНЕНИЕ ХЭШ-функций

Hаиболее типичный и повсеместно распространенный способ применения    криптографического хэширования - это проверка целостности сообщений.    Для простой проверки того, были ли внесены какие-то изменения или    искажения в файл на этапе доставки, достаточно сравнивать дайджесты, вычисляемые до и после передачи информации (или извлечения файла из    хранилища, или любого другого события). Другая, близко связанная с    первой область -цифровая подпись. Из соображений общей безопасности и   для существенного ускорения обработки подавляющее большинство алгоритмов цифровой подписи устроены так, что всегда "подписывается"    только хэш-сообщения, а не весь файл.

Еще одно важное приложение - верификация правильности пароля доступа.    Пароли обычно не хранят в открытом виде. Вместо этого в базе (например, SAM для Windows или etc/shadow для Linux) хранятся хэши паролей. Тогда система аутентификации, чтобы проверить подлинность    пользователя, хэширует представленный им пароль и сравнивает результат    со значением, хранящимся в базе дайджестов паролей.

Благодаря свойствам рандомизации, хеш-функции могут    использоваться в качестве генераторовпсевдослучайных чисел, а    благодаря блочной структуре, они иногда выступают в качествеосновы алгоритмов шифрования- блочных и поточных. Бывает и наоборот, когда блочный шифр становится основой криптопреобразования, применяемого в циклах хэш-функции (наш ГОСТ).

  Хеш-функции стали одним из важнейших элементов    современной криптографии. Они обеспечивают безопасность в повсеместно    применяемом протоколе защищенных Internet-соединений SSL. Они помогают организовывать эффективное управление ключами в защищенной электронной почте и в программах шифрования телефонии, начиная от самых известных,  PGP или Skype. Что касается сетевой безопасности, то хэш-функции используются и в виртуальных частных сетях, и в защите системы доменных имен DNS, и для    подтверждения того, что автоматические обновления программ являются    подлинными. Внутри операционной системы хэш-функции, так или иначе,    задействованы практически во всех структурах, обеспечивающих безопасность. Иными словами, каждый раз, когда в компьютере или сети    происходит что-то, подразумевающее защиту информации, рано или поздно в действие непременно вступает хэш-функция.

Электронная подпись – параметр электронного документа отвечающий за его достоверность. Электронный документ, подписанный ЭЦП имеет юридически значимую силу, такую же, как и бумажный документ подписанный собственноручной подписью.

ЭЦП представляет собой уникальную последовательность символов, которая генерируется с помощью криптографического преобразования информации. Электронная подпись идентифицирует владельца сертификата ЭЦП, а также устанавливает отсутствие несанкционированных изменений информации в электронном документе.