19、RIPEMD-128与RIPEMD-160压缩函数的差分区分器研究

RIPEMD-128与RIPEMD-160压缩函数的差分区分器研究

哈希函数在密码学的各个方面都发挥着重要作用。自MD5和SHA - 1的抗碰撞性被攻破后，密码学家们一直在寻找更强的哈希函数设计。RIPEMD - 128和RIPEMD - 160是ISO标准化的哈希函数，在多个领域有着广泛应用。本文将围绕这两个哈希函数的压缩函数，介绍相关的差分区分器研究。

1. 哈希函数与RIPEMD简介

哈希函数是密码学的重要组成部分，用于将任意长度的消息映射为固定长度的哈希值。RIPEMD - 128和RIPEMD - 160采用窄管道Merkle - Damgård结构，其压缩函数采用双分支结构。这种结构以之前的链变量$H_{i - 1}$和消息块$M_{i - 1}$作为输入，计算两个压缩函数$C_{FL}(H_{i - 1}, M_{i - 1})$和$C_{FR}(H_{i - 1}, M_{i - 1})$，最终输出$H_i$通过合并$H_{i - 1}$、$C_{FL}(H_{i - 1}, M_{i - 1})$和$C_{FR}(H_{i - 1}, M_{i - 1})$得到。

RIPEMD - 128产生128位的摘要，其压缩函数由4轮共64步组成；RIPEMD - 160产生160位的摘要，其压缩函数由5轮共80步组成。此前，虽然有一些关于RIPEMD - 128和 - 160的研究，但由于双分支结构内部状态的双倍大小以及同时控制两个函数的困难，相关成果较少。

2. 待区分的差分性质

• 4 - 和性质 ：4 - 和是指一组4个不同的输入$(I_0, I_1, I_2, I_3)$