單分組散列函數(shù)的設(shè)計與應(yīng)用.pdf

1、在如今互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展的時代中，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，其所帶來的安全性問題也是造成用戶經(jīng)濟損失的一個重大安全隱患。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證。在針對散列函數(shù)的設(shè)計和改進算法研究領(lǐng)域中，很多學(xué)者提出觀點，希望通過增加在散列函數(shù)算法處理中的分組長度，同時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)計和研究問題亟待完善。
　　本學(xué)位論文設(shè)計一種針對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)計方面，針對長度小于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)計原則的設(shè)計，其中包括了對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)、參與運算的非線性函數(shù)和每輪運算中

3、相關(guān)參數(shù)的定義。
　　其次，根據(jù)SBH的設(shè)計原理和算法邏輯進行程序?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行對比實驗。對比幾種散列函數(shù)在處理短消息的運行時間，分析實驗數(shù)據(jù)，比較其運行效率。
　　最后，實驗結(jié)果表明，本論文提出的針對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，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行效率，同時，設(shè)計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，彌補了傳統(tǒng)散列函數(shù)處理短消息時存在的不足之處。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實現(xiàn)了一個用戶身份認證的系統(tǒng)構(gòu)架，以便完善身份認證系統(tǒng)的安全性和完整性；應(yīng)用SBH-256實現(xiàn)