消息认证码mac和哈希消息认证码hmac

消息认证码mac和哈希消息认证码hmac

标题消息认证码—MAC

背景：

用于解决信息加密传输过程中，密码（这里通常为对称加密）被破解从而导致的信息篡改，即使得消息接收者可以通过消息认证码mac识别出收到的信息是否已经被篡改。

原理：

mac是一种与密钥有关的hash函数，具体步骤：

1. 接收方和发送方共享一个密钥K
2. 发送方将明文消息M和密钥K共同作为mac函数的输入，得到一个mac值，称为A，将A和明文消息M共同加密（使用密钥K）得到密文N，发送给接收方
3. 接收方收到消息N后，先用密钥K进行解密，得到明文M和mac值A，将明文M和密钥K共同输入MAC函数，重新得到一个MAC值称为B
4. 比较A和B，若A与B相同，则说明消息没有被篡改

消息认证码机制利用的是hash函数的特点，即便密钥被破解，攻击者也只能看到明文M而无法对明文进行修改。若进行修改则无法保持新生成的mac值与原mac值相同

哈希消息认证码—HMAC

HMAC简述：

HMAC是以字节为单位的，任何数据位数都必须被8整除
HMAC中有两个规定好的数分别为ipad=00110110 opad=01011100（不断循环生成一个B字节长的数据）
HMAC算法的实际运算如下：$$HMAC(K,M)=H((K\oplus opad)|H（(K\oplus ipad)|M)）$$
【注】：上式的K是经过处理的，与初始密钥K并不一定相同

算法步骤：

1. 若密钥K长度大于B，则用H对K进行压缩产生长为B的新密钥K；若密钥K长度小于B，则用0进行填充，形成一个长度为B的新密钥K（要注意经过步骤1后，K与原先的K有区别，为了书写方便，仍将之称为K）
2. 将K与ipad做异或运算得到ikeypad
3. 将ikeypad与明文m组合，经过hash函数得到hash sum1
4. 将K与opad做异或运算得到okeypad
5. 将okeypad与hash sum1组合，经过hash函数得到hash sum2作为最终结果输出