一文读懂区块链中的哈希函数是如何构造的

MASH-1 (Modular Arithmetic Secure Hash)是一个基于RSA算法的哈希算法,在1995年提出,入选国际标准ISO/IEC 10118-4;MASH-2是MASH-1的改进,把第四步中的2换成了28+1;由于涉及模乘/平方运算,计算速度慢,非常不实用。

分组密码的工作模式是:根据不同的数据格式和安全性要求, 以一个具体的分组密码算法为基础构造一个分组密码系统的方法。

基于分组的对称密码算法比如DES/AES算法只是描述如何根据秘钥对一段固定长度(分组块)的数据进行加密,对于比较长的数据,分组密码工作模式描述了如何重复应用某种算法安全地转换大于块的数据量。

简单的说就是,DES/AES算法描述怎么加密一个数据块,分组密码工作模式模式了如果重复加密比较长的多个数据块。常见的分组密码工作模式有五种:

CME比特币期权未平仓合约出现大幅下降:金色财经报道,2023年5月30日芝加哥商业交易所(CME)比特币成交量报告显示,比特币期权未平仓合约出现大幅波动,较5月26日减少2850张,其中,看涨期权未平仓合约较5月26日减少1615张,看跌期权未平仓合约较5月26日减少1235张。[2023/5/31 11:49:51]

电码本( Electronic Code Book,ECB)模式

密文分组链接(Cipher Block Chaining,CBC)模式

密文反馈(Cipher Feed Back ,CFB)模式

输出反馈(Output Feed Back ,OFB)模式

计数器(Counter, CTR)模式

ECB工作模式

TRON DAO完成新一轮Old TRX销毁:据官方消息,TRON DAO已于今日完成了新一轮Old TRX销毁工作,本次共销毁268,971,097枚Old TRX。

此次Old TRX销毁正值波场TRON主网即将迎来上线5周年之际。截至目前,TRX持有账户数超过8000万,登陆全球超130家交易所,并已成为多米尼克法定数字货币。

据CoinMarketCap最新数据,TRX当前市值已达68.8亿美元,位列全球数字货币第11位。[2023/5/30 11:48:44]

加密:输入是当前明文分组。

解密:每一个密文分组分别解密。

具体公式为:

Captain Haiti Foundation募资500万美元:5月18日消息,慈善信托基金会Captain Haiti Foundation宣布完成 500 万美元募资,私募股权公司Dargent Group参投,该基金会表示将利用区块链技术解决迈阿密当地的住房危机,帮助居民在迈阿密购买土地、家庭住宅和商业地产,其中将通过发行 NFT 授予持有者房地产优先选择权和购买权。[2023/5/18 15:10:34]

ECB工作模式示意图

CBC工作模式

加密:输入是当前明文分组和前一次密文分组的异或。

解密:每一个密文分组被解密后,再与前一个密文分组异或得明文。

Degen Zoo疑似遭黑客攻击,目前官方已暂停游戏启动调查:4月2日消息,据官方Telegram公告显示,DAO Maker项目Degen Zoo疑似在Binance Oracle上被黑客攻击。项目团队目前已暂停游戏,并启动调查,并表示截至14时尚未发现任何的漏洞,并且没有办法通过智能合约的错误来孵化更好的动物。目前官方Telegram已被禁言。

此外,另据BscScan区块浏览器显示,地址:0x8E…3c3c在13:06-13:32间在WDZOO开箱中销毁了约200万枚DZOO(约5.8万美元),显示异常情况。[2023/4/2 13:40:42]

时尚品牌Mango进驻Decentraland并发行NFT:5月12日消息,为庆祝其在美国纽约第五大道旗舰店的开业,欧洲时尚品牌 Mango 宣布发行 5 款 NFT 并进驻 Decentraland 开设一个虚拟时尚博物馆。据悉,Mango 的虚拟博物馆在 Decentraland 博物馆区,坐标 16.78。此外,Mango 还开发了可穿戴出席证明协议(POAP),这是一种对出席活动进行认证的 NFT。(fibre2fashion)[2022/5/12 3:11:00]

CBC工作模式示意图

CFB工作模式

加密算法的输入是64比特移位寄存器,其初值为某个初始向量IV。

加密算法输出的最左(最高有效位)j比特与明文的第一个单元P1进行异或,产生出密文的第1个单元C1,并传送该单元。

然后将移位寄存器的内容左移j位并将C1送入移位寄存器最右边(最低有效位)j位。

这一过程继续到明文的所有单元都被加密为止。

CFB工作模式示意图

OFB工作模式

OFB模式的结构类似于CFB

不同之处:

OFB模式是将加密算法的输出反馈到移位寄存器

CFB模式中是将密文单元反馈到移位寄存器

OFB工作模式示意图

CTR工作模式

加密:输入是当前明文分组和计数器密文分组的异或。

解密:每一个密文分组被解密后,再与计数器密文分组异或得明文。

CTR工作模式示意图

工作模式比较

ECB模式,简单、高速,但最弱、易受重发攻击,一般不推荐。

CBC模式适用于文件加密,比ECB模式慢,安全性加强。当有少量错误时,不会造成同步错误。

OFB模式和CFB模式较CBC模式慢许多。每次迭代只有少数比特完成加密。若可以容忍少量错误扩展,则可换来恢复同步能力,此时用CFB或OFB模式。在字符为单元的流密码中多选CFB模式。

CTR模式用于高速同步系统,不容忍差错传播。

Merkle在1989年提出迭代型哈希函数的一般结构;(另外一个工作是默克尔哈希树),Ron Rivest在1990年利用这种结构提出MD4。(另外一个工作是RSA算法),这种结构在几乎所有的哈希函数中使用,具体做法为:

迭代型哈希函数的一般结构示意图

把所有消息M分成一些固定长度的块Yi

最后一块padding并使其包含消息M的长度

设定初始值CV0

循环执行压缩函数f,CVi=f(CVi -1||Yi -1)

最后一个CVi为哈希值

算法中重复使用一个压缩函数f

f的输入有两项,一项是上一轮输出的n比特值CVi-1,称为链接变量,另一项是算法在本轮的b比特输入分组Yi-1

f的输出为n比特值CVi,CVi又作为下一轮的输入

算法开始时还需对链接变量指定一个初值IV,最后一轮输出的链接变量CVL即为最终产生的杂凑值

通常有b>n,因此称函数f为压缩函数

算法可表达如下:CV0=IV= n比特长的初值

CVi=f(CVi-1,Yi-1);1≤i≤L

H(M)=CVL

算法的核心技术是设计难以找到碰撞的压缩函数f,而敌手对算法的攻击重点是f的内部结构

f和分组密码一样是由若干轮处理过程组成

对f的分析需要找出f的碰撞。由于f是压缩函数,其碰撞是不可避免的,因此在设计f时就应保证找出其碰撞在计算上是困难的

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