国密消息鉴别码学习笔记 ——含GB/T 15852和HMAC（第3章 采用HASH算法的MAC）

国密消息鉴别码

 ——含GB/T 15852和HMAC

摘要：本文档对我国标准规定的消息鉴别码的生成算法进行了简要介绍，包括算法生成步骤，注意事项等。我国的相关标准包括GB/T 15852.1-2008、GB/T 15852.2-2012、GB/T15852.3（目前为草稿）。

关键词：消息鉴别码，MAC，HMAC，杂凑算法，哈希算法，HASH，分组密码，消息填充。

3. 基于专用杂凑函数的MAC

3.1 三种算法基本情况介绍

标准规定了三种MAC算法：

l  算法1和算法3要求修改底层的HASH算法（如修改HASH算法的轮常数等），这在很有应用中无法实现，因此强烈建议舍弃这两者算法。

l  算法2为HMAC算法的微调版。可以使用。

3.2 算法2和HMAC区别

仅存在密钥长度的限制

l HMAC：未限制密钥长度。

l 算法2：严格限制密钥长度为 L<= Len(K)<= B。

这里B是HASH函数的分组大小，L是HASH函数的输出杂凑值长度。

以SM3为例，算法2要求密钥长度为256~512比特，而HMAC无此要求。

3.3 HMAC (FIPS PUB 198-1)

参见FIPS PUB 198-1, The Keyed-Hash MessageAuthentication Code (HMAC). 2008-07.

3.3.1 记号

l B：HASH函数的分组大小，单位字节。

l L：HASH函数的输出杂凑值长度，单位字节。

l ipad：每个字节都为0x36的数据串，B字节长。

l opad：每个字节都为0x5c的数据串，B字节长。

算法表达式

HMAC(K, text) = H((K0⊕opad )|| H((K0 ⊕ipad) || text))

3.3.2 HMAC算法流程

算法：HMAC(K, text)

输入：密钥K和消息text

输出：MAC值

步骤：

步骤 1. 生成K0，长度为B。

n 若Len(K)=B，K0 = K。

n 若Len(K)>B，K0 = HASH(K)|| 00...0。

n 若Len(K)<B，K0 = K || 00...0。

步骤 2. H* = HASH( ( K0 ⊕ ipad) || text ) 。

步骤 3. H = HASH(( K0 ⊕ opad) || H* ) 。

步骤4. 返回H。

图3.1 HMAC算法流程图

4. 基于泛杂凑函数的MAC

标准文档尚在设计中。略。