Доступна криптографическая хеш-функция BLAKE3, работающая в 10 раз быстрее SHA-2

Добавить ссылки
Материал из Викиновостей, свободного источника новостей

12 января 2020 года

Опубликована финальная реализация алгоритма BLAKE3, предлагающего криптографическую хеш-функцию, рассчитанную на такие применения, как проверка целостности файлов, аутентификация сообщений и формирование данных для криптографических цифровых подписей. BLAKE3 не предназначена для хеширования паролей (для паролей рекомендуется использовать медленные хеш-функции yescrypt, bcrypt, scrypt или Argon2), так как нацелена на максимально быстрое вычисление хешей. Рассматриваемая хеш-функция нечувствительна к размеру хешируемых данных и защищена от атак по подбору коллизий и нахождению прообраза. Эталонная реализация BLAKE3 опубликована под двойной лицензией - общественное достояние (CC0) и Apache 2.0.

Ключевым отличием новой хеш-функции является очень высокая производительность вычисления хеша при сохранении надёжности на уровне SHA-3. По умолчанию размер результирующего хеша в BLAKE3 составляет 32 байта (256 бит), но он может быть расширен до произвольных значений. В тесте на генерацию хеша для файла, размером 16 КБ, BLAKE3 опережает SHA3-256 в 15 раз, SHA-256 - в 12 раз, SHA-512 - в 8 раз, SHA-1 - в 6 раз, а BLAKE2b - в 4 раза. Значительный отрыв сохраняется и при обработке очень больших объёмов данных, например, BLAKE3 оказался быстрее SHA-256 в 8 раз при вычислении хеша для 1ГБ случайных данных.

Алгоритм разработан известными специалистами по криптографии ( Jack O'Connor, Jean-Philippe Aumasson, Samuel Neves, Zooko Wilcox-O'Hearn) и продолжает развитие алгоритма BLAKE2 и применяет для кодирования дерева цепочек блоков механизм Bao. В отличие от BLAKE2 (BLAKE2b, BLAKE2s), в BLAKE3 для всех платформ предложен единый алгоритм, не привязанный к разрядности и размеру хеша.

Повышения производительности удалось добиться благодаря сокращению числа раундов с 10 до 7 и раздельному хешированию блоков кусочками по 1 Кб. По заявлению создателей, они нашли убедительное математическое доказательство, что можно обойтись 7 раундами вместо 10 при сохранении того же уровня надёжности (для наглядности можно привести пример с перемешиванием фруктов в миксере - через 7 секунд фрукты уже полностью перемешаны, и дополнительные 3 секунды не скажутся на консистенции смеси). При этом некоторые исследователи выражают сомнение, полагая, что даже если в настоящее время 7 раундов достаточно для противостояния всем известным атакам на хеши, то дополнительные 3 раунда могут оказаться полезны в случае выявления новых атак в будущем.

Что касается разделения на блоки, то в BLAKE3 поток разбивается на кусочки по 1 Кб и каждый кусочек хешируется независимо. На основе хешей кусочков на базе бинарного дерева Меркла формируется один большой хеш. Указанное разделение позволяет решить проблему с распараллеливанием обработки данных при вычислении хеша - например, можно использовать 4-поточные SIMD-инструкции для одновременного вычисления хешей 4 блоков. Традиционные хеш-функции SHA-* обрабатывают данные последовательно.

Особенности BLAKE3:

  • Высокая производительность;
  • Безопасность, в том числе стойкость к атаке удлинением сообщения, которой подвержен SHA-2;
  • Обеспечение распараллеливания вычислений на любое число потоков и SIMD-каналов;
  • Возможность инкрементального обновления и верифицированной обработки потоков;
  • Применение в режимах PRF, MAC, KDF, XOF и как обычный хеш;
  • Единый алгоритм для всех архитектур, быстрый как на системах x86-64, так и на 32-разрядных процессорах ARM.

Основные отличия BLAKE3 от BLAKE2:

  • Использование бинарной древовидной структуры, позволяющей добиться неограниченного параллелизма при вычислении хеша.
  • Сокращение числа раундов с 10 до 7.
  • Три режима работы: хеширование, хеширование с ключом ( HMAC) и формирование ключа ( KDF).
  • Отсутствие дополнительных накладных расходов при хешировании с ключом за счёт использования области, ранее занимаемой блоком параметров ключа.
  • Встроенный механизм работы в форме функции с удлиняемым результатом (XOF, Extendable Output Function), допускающей распараллеливание и позиционирование (seek).

Источники[править]


Creative Commons
Creative Commons
Эта статья содержит материалы из статьи «Доступна криптографическая хеш-функция BLAKE3, работающая в 10 раз быстрее SHA-2», опубликованной OpenNET и распространяющейся на условиях лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) — указание автора, источник и лицензию.
Эта статья загружена автоматически ботом NewsBots в архив и ещё не проверялась редакторами Викиновостей.
Любой участник может оформить статью: добавить иллюстрации, викифицировать, заполнить шаблоны и добавить категории.
Любой редактор может снять этот шаблон после оформления и проверки.

Комментарии[править]

Викиновости и Wikimedia Foundation не несут ответственности за любые материалы и точки зрения, находящиеся на странице и в разделе комментариев.



Источник — https://ru.wikinews.org/w/index.php?title=Доступна_криптографическая_хеш-функция_BLAKE3,_работающая_в_10_раз_быстрее_SHA-2&oldid=8732518