基于Matlab的Hash算法BLAKE的设计与实现

Hash算法I3工AKE是新一代安全Hash标准SHA-3全球公开征集过程中进入最后一轮的5个候选者之一。 给出一种基于Matlab的带有图形界面GUI的BLAKE程序的设计与实现过程。本程序可用于实际的BLAKE Hash 值的运算,最重要的是为BLAKE的教学与实验提供了更方便直观的工具。     

高性能BLAKE算法研究及其FPGA实现

BLAKE算法是基于ChaCha流密码和采用标准HAIFA迭代模式的SHA-3候选算法之一。针对现有BLAKE算法对于循环单元中G函数模型的研究少,且没有考虑硬件代价及实现结果等问题,提出可重构的设计思想,在FPGA上实现了BLAKE算法循环单元的三种G函数模式。在Xilinx Virtex-5 FPGA上的实现结果表明,在不影响性能的前提下,本方案可重构后的面积比分别实现的面积总和减少了58%。     

SHA-1加密算法的硬件设计

该文介绍了一种在消息验证领域普遍使用的加密算法———SHA-1,阐述了硬件设计的思想和优化方法,以及用现场可编程逻辑阵列(FPGA)进行测试的结果。该设计在计算机安全领域有广泛的用途。     

SM3哈希算法的硬件实现与研究

随着信息社会的进一步发展,哈希算法作为保护信息完整性的重要密码算法,它的应用越来越广泛。美国NIST组织已经顺利完成了哈希算法标准SHA0,SHA1和SHA2的征集工作,并且SHA-3的征集工作将于2012年结束。SM3作为国内商业应用中的国家标准哈希算法,于2010年12月公开。本文在硬件平台FPGA上实现了高吞吐率的SM3,经过优化处理SM3在Xilinxv5平台上的吞吐率可以达到1．5Gbps左右,并且就SM3在FPGA上的效率和SHA1,SHA2以及SHA-3的候选算法BLAKE在FPGA平台上的效率做了比较和分析。     

Skein算法的流水线结构设计与实现

硬件实现的速度和性能是SHA-3算法甄选的重要指标。针对SHA-3末轮5个候选算法之一的Skein算法,结合其4轮迭代结构的关键路径较短而8轮迭代结构实现所用的选择器较少的优点,采用FPGA实现了一个两级流水线结构的Skein算法IP核。仿真验证结果表明,该算法在Xilinx Virtex-5上数据吞吐量达到6. 4Gbps,比之前的非流水线结构速度性能提高了82%以上,硬件资源利用率提高了2100,特别适用于Hash树计算。     

单向散列函数SHA-512的优化设计

在分析NIST的散列函数SHA-512基础上,对散列函数SHA-512中的关键运算部分进行了分解,通过采用中间变量进行预行计算,达到了SHA-512中迭代部分的并行计算处理,提高了运算速度。通过这种新的硬件结构,优化后的散列函数SHA-512在71.5MHz时钟频率下性能达到了1 652Mbit/s的数据吞吐量,比优化前性能提高了约2倍,最后还将实验结果与MD-5、SHA-1商用IP核性能进行了比较。     

BLAKE抗线性化差分分析安全性研究

基于模加、循环及异或运算的系统(ARX系统)通常被认为是设计密码算法的重要基础。在SHA-3第二轮候选算法中,BLAKE等杂凑函数基于该系统设计。通过对BLAKE-32中的模加运算进行线性化,分析了初始差分在各轮运算过程中的扩散情况,得出了初始状态字存在差分时各轮运算中差分的扩散特征。在此基拙上,研究了多次加法运算的线性化逼近概率,并分析了线性化逼近方法对分析算法的有效性。研究表明,线性化情况下,部分初始差分字在BLAKE-32中的扩散效果并不理想,可以将BLAKE算法局部线性化后进行差分攻击。     

安全散列算法SHA-1的研究

信息加密技术是当今保障网络安全的一种重要手段,加密算法已成为人们研究的一个热点。对SHA-1算法进行了深入研究,介绍了SHA-1算法的特性和应用,并对SHA-1算法原理及实现进行了分析。     

基于FPGA的SHA-256算法实现

本文分析了SHA-256算法的基本工作流程,对算法硬件实现的关键路径进行了优化设计,讨论了几个关键模块的设计方案。最后给出了基于Altera公司的CYCLONE系列FPGA的实现结果。     

基于FPGA的SHA-1算法的设计与实现

SHA-1算法是目前常用的安全散列算法，被广泛地应用于电子商务等信息安全领域。为了满足安全散列算法的计算速度，该文将SHA-1分成5个硬件结构模块来实现，每个模块可以独立工作。对其进行了优化，达到了缩短关键路径的目的，提高了计算速度。独立的模块使得对每个模块的修改都不会影响其他模块的工作，为模块的进一步优化提供了方便。     

单向Hash函数SHA-1的统计分析与算法改进

对SHA-1算法的完备度、雪崩效应度、严格雪崩效应及抗碰撞性进行了逐拍统计分析。针对目前密码学界所揭示出的SHA-1设计缺陷,主要以增强SHA-1算法的非线性扩散特性及抗碰撞性为目标,对其进行改进。改进算法在混合函数中逆序使用改进后的扩展码字序列,并在算法首轮的混合函数中引入整数帐篷映射,加速了差分扩散,改变了原来固定的链接变量传递方式,修正了算法内部结构的设计缺陷。测试与分析结果表明,改进算法提高了非线性扩散程度,增强了算法的安全性。     

一种基于混沌的可并行Hash函数

本文针对文献[4,5]中基于混沌的Hash构造算法的缺陷,提出一种新的算法.该算法在保证安全性的前提下,具有适合并行实现及最终Hash值对明文信息敏感依赖的均匀性等显著的优点.理论分析和仿真实验证明该算法可以满足Hash函数的各项性能要求.     

基于Rijindael的安全Hash函数

该文提出了基于分组密码算法Rijindael的安全Hash函数。此Hash函数基于分组长度和密钥长度均为256比特的分组密码算法Rijindael-(256,256),其输出长度为256比特。并且该文证明了此Hash算法抵抗碰撞及作为单向函数的安全性。     

数字签名中哈希函数的分析与研究

介绍了哈希函数的有关理论以及哈希函数“防火墙”的概念,详细分析了几种以哈希函数为基础的数字签名方案,并分别给出了破解哈希函数“防火墙”的方法。同时在摒弃哈希函数“防火墙”之后,利用一种行之有效的方法阻止了非法伪造和恶意入侵。