 |
 |
Реферат на тему:
MD5 (message digest algorithm)
Алгоритм генерації дайджеста за вхідним повідомленням (MD5 – RFC 1321) був розроблений Роном Ріверстом в MIT. За останні роки MD5 зарекомендував себе як надійна хеш функція.
Входом алгоритму є повідомлення довільної довжини. Виходом є коротке повідомлення (дайджест) довжиною 128 біт.
Рисунок 1. Генерація короткого повідомлення (дайджеста)
1. Поширення повідомлення. Повідомлення довжиною K біт поширюється так щоб його довжина L в бітах стала конгруентною 448 mod 512 (L \xF0BA 448 mod 512). Якщо довжина повідомлення вже така, то додається 512 біт. Інформація, що додається, складається з одиниці та слідуючих за ній нулів (тобто 100..0). Додаватися може від 1 до 512 біт.
2. Додавання довжини. До поширеного повідомлення додається довжина вихідного повідомлення (число K) як 64 бітове число. Якщо довжина вихідного повідомлення більша за 264, то додається число K mod 264.
3. Ініціалізація MD буферу. 128 бітовий буфер використовується для зберігання проміжних та кінцевих результатів хеш функції. Буфер являє собою чотири 32 бітових регістри A, B, C, D. Регістри ініціюються наступними значеннями:
A = 67452301
B = EFCDAB89
C = 98BADCFE
D = 10325476
4. Обробка 512 бітового повідомлення. Структура модуля HMD5 зображена на рисунку 2. Функція стиснення HMD5 складається з чотирьох раундів подібної структури, але кожний з яких має свою власну логічну функцію – F, G, H та I.
Рисунок 2. Обробка одного 512 бітового блока
Кожний раунд приймає на вхід 512 бітовий блок Yq та 128 бітове значення буферу ABCD. Кожний раунд також використовує четверту частину 64 елементної таблиці T[1..64], яка побудована за допомогою функції сінуса (T[i] дорівнює цілій частині значення 232 * abs(sin(i)), де значення i задається в радіанах). Оскільки значення abs(sin(i)) лежить в проміжку від 0 до 1, то кожний елемент таблиці T є 32 бітовим числом.
Резудьтат четвертого раунду додається до входу першого раунда (CVq), в результаті чого отримується CVq+1. Додавання здійснюється за модулем 232.
5. Формування результату. Після обробки всіх L 512 бітових блоків, результатом алгоритму MD5 (128 бітовим коротким повідомленням або дайджестом) виступає вихід L – го блоку.
Раунд Примітивна функція g g(b, c, d)
1 F(b, c, d) (b and c) or ((not b) and d)
2 G(b, c, d) (b and d) or (c and (not d))
3 H(b, c, d) b xor c xor d
4 I(b, c, d) c xor (b or (not d))
b c d F G H I
0 0 0 0 0 0 1
0 0 1 1 0 1 0
0 1 0 0 1 1 0
0 1 1 1 0 0 1
1 0 0 0 0 1 1
1 0 1 0 1 0 1
1 1 0 1 1 0 0
1 1 1 1 1 1 0
Рисунок 3. Елементарна операція
Кожний раунд в обробці одного 512 бітового блока складається із послідовності 16 кроків, кожен з яких є наступною операцією над ABCD буфером:
a = b + ((a + g(b, c, d) + X[k] + T[i]) < s),
де < s є операцією циклічного зсуву вліво на s біт,
X[k] = M[q * 16 + k] – k-те 32 бітове слово в q-ому 512 бітовому блоці вхідного повідомлення.
В кожному раунді значення X[i] використовується лише один раз. До першого раунда біти надходять в тому ж порядку як вони стоять на вході. При надходження бітів до 2, 3 та 4 раундів використовуються наступні перестановки:
\xF072\xF032(i) = (1 + 5i) mod 16
\xF072\xF033(i) = (5 + 3i) mod 16
\xF072\xF034(i) = 7i mod 16
/* обробити кожне 16 бітове слово 512 бітового блока */
for q = 0 to (N/16) – 1 do
/* скопіючати блок q в X */
for j = 0 to 15 do
X[j] = M[q * 16 + j]
end /* циклу по j */
AA = A
BB = B
CC = C
DD = D
/* Раунд 1 */
/* [abcd k s i] визначає операцію a = b + ((a + F(b, c, d) + X[k] + T[i]) < s) */
[ABCD 0 7 1]
[DABC 1 12 2]
[CDAB 2 17 3]
[BCDA 3 22 4]
[ABCD 4 7 5]
[DABC 5 12 6]
[CDAB 6 17 7]
[BCDA 7 22 8]
[ABCD 8 7 9]
[DABC 9 12 10]
[CDAB 10 17 11]
[BCDA 11 22 12]
[ABCD 12 7 13]
[DABC 13 12 14]
[CDAB 14 17 15]
[BCDA 15 22 16]
Раунд 2 */
/* [abcd k s i] визначає операцію a = b + ((a + G(b, c, d) + X[k] + T[i]) < s) */
[ABCD 1 5 17]
[DABC 6 9 18]
[CDAB 11 14 19]
[BCDA 0 20 20]
[ABCD 5 5 21]
[DABC 10 9 22]
[CDAB 15 14 23]
[BCDA 4 20 24]
[ABCD 9 5 25]
[DABC 14 9 26]
[CDAB 3 14 27]
[BCDA 8 20 28]
[ABCD 13 5 29]
[DABC 2 9 30]
[CDAB 7 14 31]
[BCDA 12 20 32]
/* Раунд 3 */
/* [abcd k s i] визначає операцію a = b + ((a + H(b, c, d) + X[k] + T[i]) < s) */
[ABCD 5 4 33]
[DABC 8 11 34]
[CDAB 11 16 35]
[BCDA 14 23 36]
[ABCD 1 4 37]
[DABC 4 11 38]
[CDAB 7 16 39]
[BCDA 10 23 40]
[ABCD 13 4 41]
[DABC 0 11 42]
[CDAB 3 16 43]
[BCDA 6 23 44]
[ABCD 9 4 45]
[DABC 12 11 46]
[CDAB 15 16 47]
[BCDA 2 23 48]
/* Раунд 4 */
/* [abcd k s i] визначає операцію a = b + ((a + I(b, c, d) + X[k] + T[i]) < s) */
[ABCD 0 6 49]
[DABC 7 10 50]
[CDAB 14 15 51]
[BCDA 5 21 52]
[ABCD 12 6 53]
[DABC 3 10 54]
[CDAB 10 15 55]
[BCDA 1 21 56]
[ABCD 8 6 57]
[DABC 15 10 58]
[CDAB 6 15 59]
[BCDA 13 21 60]
[ABCD 4 6 61]
[DABC 11 10 62]
[CDAB 2 15 63]
[BCDA 9 21 64]
A = A + AA
B = B + BB
C = C + CC
D = D + DD
циклу по q */
Повідомлення
10..0
K біт
додаток (1 – 512 біт)
довжина повідомлення K mod 264
L * 512 біт = N * 32 біти
512 біт
Y0
Y1
512 біт
…
512 біт
YL-1
512
512
512
HMD5
HMD5
HMD5
IV
128
128
128
128
128
128 бітовий дайджест
CV1
CV2
CVL-1
F, T[1…16], X[i]
16 кроків
G, T[17…32], X[\xF072\xF032i]
16 кроків
A
D
C
B
A
D
C
B
32
CVq
128
A
H, T[33…48], X[\xF072\xF033i]
16 кроків
D
C
B
A
G, T[49…64], X[\xF072\xF034i]
16 кроків
D
C
B
512
Yq
+
+
+
+
128
A
B
C
D
+
g
+
CLSs
X[k]
T[i]
+
D
C
B
A
|
|
|
 |
|
