[发明专利]从位混合器构造安全散列函数的方法

说明书

本申请公开从位混合器构造安全散列函数的方法。提供一种用于产生消息认证标签的方法和系统，以及一种用于使用位混合器产生散列值的方法和系统。该方法包括：通过获得消息来产生消息认证或散列值；通过电子处理器，将该消息分割、填充为若干相等大小的消息块，该若干相等大小的消息块包括第一消息块、一个或更多个后续消息块和最后消息块；通过电子处理器，使用初始化值对第一消息块执行第一位混合操作；通过电子处理器，使用在前消息块，对一个或更多个后续消息块和最后消息块执行后续位混合操作；以及通过电子处理器，基于第一位混合操作和后续位混合操作，采用秘密密钥材料产生消息认证标签。

技术领域

本公开总体涉及信息保障和信息安全。

背景技术

在信息保障中，散列函数和消息认证码(MAC)可用于验证一些数据给出的消息摘要，但是对手不能重构消息(或者不能重构产生同样消息摘要或MAC值的等效替代)。在一些应用程序操作中，速度和功耗是至关重要的，但安全需求是放宽的。另一些则需要高安全性、长摘要。散列函数和MAC允许人们验证的是，一些输入数据映射到给定的消息摘要，而不允许对手通过只知道摘要就重构消息(或等效替代)。有一些应用程序，包括商业和军事航空、数据中心、个人计算机，这些应用程序或者需要具有适当选择的消息摘要大小的高安全级别；或者安全需求是放宽的，但运行时间和功率使用是至关重要的。对于这些应用程序，需要低功耗、非常快的散列和MAC函数，但往往具有对旁路攻击的高抵抗的附加需求。

当前使用的散列和MAC函数是不灵活的，具有刚性输入和输出缓冲区大小，它们非常慢，消耗大量的功率/能量，以及它们本身很容易受到旁路攻击。产生的安全级别被固定在几个预设定的级别，尽管商业和军事航空中的许多应用程序需要更高级别的安全性，或者比现有的解决方案更好的性能。

所需要的是克服上述缺陷的散列和MAC函数。

发明内容

根据本公开的示例，提供一种用于产生消息认证标签的计算机实施方法。该方法包括：获得消息；通过电子处理器，将消息分割为若干相等大小的消息块，该若干相等大小的消息块包括第一消息块、一个或更多个后续消息块以及最后消息块；可选地填充最后消息块(如果必要的话)以形成相等大小的块；通过电子处理器，使用初始化值对第一消息块执行第一位混合操作；通过电子处理器，使用在前消息块，对一个或更多个后续消息块和最后消息块执行后续位混合操作；以及通过电子处理器，基于第一位混合操作和后续位混合操作，产生消息认证标签。

根据本公开的示例，提供一种用于产生消息的散列值的计算机实施方法。该方法包括：获得消息；通过电子处理器，将消息分割为若干相等大小的消息块，该若干相等大小的消息块包括第一消息块、一个或更多个后续消息块以及最后消息块；可选地填充最后消息块(如果必要的话)以形成相等大小的块；通过电子处理器，使用初始化值对第一消息块执行第一位混合操作；通过电子处理器，使用在前消息块，对一个或更多个后续消息块和最后消息块执行后续位混合操作；以及通过电子处理器，基于第一位混合操作和后续位混合操作，确定散列值。

根据本公开的示例，提供一种计算机系统，该计算机系统包括处理器；存储指令的非暂时性计算机可读介质，当处理器执行该指令时，执行用于产生消息认证标签的方法，该方法包括：获得消息；通过电子处理器，将消息分割为若干相等大小的消息块，该若干相等大小的消息块包括第一消息块、一个或更多个后续消息块以及最后消息块；可选地填充最后消息块(如果必要的话)以形成相等大小的块；通过电子处理器，使用初始化值对第一消息块执行第一位混合操作；通过电子处理器，使用在前消息块，对一个或更多个后续消息块和最后消息块执行后续位混合操作；以及通过电子处理器，基于第一位混合操作和后续位混合操作，产生消息认证标签。