Lorenz混沌系统的BLAKE哈希算法

发布时间：2021-06-07 21:03

　　针对BLAKE哈希算法轮函数受到安全威胁的问题,提出一种基于Lorenz混沌系统的BLAKE哈希算法。采用不同状态的混沌迭代,在BLAKE轮函数中增加循环移位,从每轮迭代的值、初始哈希值、盐值和计数器值共同计算得到最终的哈希值。结果表明,与原BLAKE哈希算法和现有主流混沌哈希算法相比,文中算法具有更好的混淆性和扩散性、更稳定的雪崩特性,抗碰撞攻击的指标也更接近理想值。 

【文章来源】：黑龙江科技大学学报. 2020,30(03)

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

哈希值的分布

BLAKE算法以安全性强、效率高等优势,于2012年被美国国家标准与技术研究所(National institute of standards and technology,NIST)征集并入选为SHA-3的最终决赛轮算法之一。BLAKE算法内部采取的局部宽管道结构如图1所示,使用HAIFA迭代框架[7],其主要思想是在压缩过程中引入盐值和计数值两个额外的参数。该算法压缩函数是基于ChaCha[8]核心函数设计,内部的运算主要是异或、模加和循环移位。BLAKE算法家族有BLAKE-224、BLAKE-256、BLAKE-384和BLAKE-512四种哈希算法。各个算法的基本原理均相同,只是在消息摘要值的长度、部分输入输出参数、循环计算轮数和循环移位数等方面略有不同,摘要输出的长度越长,则安全性越高、效率越低。从安全和效率综合考虑后,文中主要研究的算法是BLAKE-256。

文中哈希算法使用Lorenz混沌迭代和BLAKE算法的轮函数作为主函数,使用盐值和计数器值为参数作为轮函数和Lorenz系统的输入,增加了哈希算法随机性。并对初值和中间变量进行优化,使其在引入混沌迭代情况下保障其算法效率,整个算法的流程如图2所示。首先将消息进行填充,使消息的长度为512比特的整数倍。填充规则有

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于时空混沌系统的单向Hash函数构造[J]. 张瀚,王秀峰,李朝晖,刘大海.  物理学报. 2005(09)

硕士论文
[1]SHA-3 BLAKE算法的ASIP实现[D]. 张羽立.复旦大学 2012



本文编号：3217305