Хэш данных элн что это
Хеширование — это преобразование информации с помощью особых математических формул. В результате возникает хеш — отображение данных в виде короткой строки, в идеале — уникальной для каждого набора информации. Размер строки может быть одинаковым для информации разного объема.
Что такое хеш
Хеш — это не закодированная исходная информация. Это скорее уникальная метка, которая генерируется для каждого набора данных индивидуально. Если захешировать большую книгу и одно слово, получатся хеши одинаковой длины. А если изменить в слове одну букву и снова захешировать полученную строку, новый хеш будет совершенно другим, там не окажется участков, которые повторяли бы предыдущий.
Математические алгоритмы, по которым хешируется информация, называются хеш-функциями. Их название тоже иногда сокращают как «хеш». Хеш-функций существует очень много, они различаются методами вычислений, назначением, надежностью и другими параметрами.
Применение хеш-функций
Рассмотрим несколько достаточно простых примеров применения хеш-функций:
• Верификация пароля
Проверка пароля обычно использует криптографические хеши. Хранение всех паролей пользователей в виде открытого текста может привести к массовому нарушению безопасности, если файл паролей будет скомпрометирован. Одним из способов уменьшения этой опасности является хранение в базе данных не самих паролей, а их хешей. При выполнении хеширования исходные пароли не могут быть восстановлены из сохраненных хеш-значений, поэтому если вы забыли свой пароль вам предложат сбросить его и придумать новый.
• Цифровая подпись
Подписываемые документы имеют различный объем, поэтому зачастую в схемах ЭП подпись ставится не на сам документ, а на его хеш. Вычисление хеша позволяет выявить малейшие изменения в документе при проверке подписи. Хеширование не входит в состав алгоритма ЭП, поэтому в схеме может быть применена любая надежная хеш-функция.
Предлагаю также рассмотреть следующий бытовой пример:
Алиса ставит перед Бобом сложную математическую задачу и утверждает, что она ее решила. Боб хотел бы попробовать решить задачу сам, но все же хотел бы быть уверенным, что Алиса не блефует. Поэтому Алиса записывает свое решение, вычисляет его хеш и сообщает Бобу (сохраняя решение в секрете). Затем, когда Боб сам придумает решение, Алиса может доказать, что она получила решение раньше Боба. Для этого ей нужно попросить Боба хешировать его решение и проверить, соответствует ли оно хеш-значению, которое она предоставила ему раньше.
Теперь давайте поговорим о SHA-3.
Национальный институт стандартов и технологий (NIST) в течение 2007—2012 провёл конкурс на новую криптографическую хеш-функцию, предназначенную для замены SHA-1 и SHA-2.
Организаторами были опубликованы некоторые критерии, на которых основывался выбор финалистов:
Способность противостоять атакам злоумышленников
• Производительность и стоимость
Вычислительная эффективность алгоритма и требования к оперативной памяти для программных реализаций, а также количество элементов для аппаратных реализаций
• Гибкость и простота дизайна
Гибкость в эффективной работе на самых разных платформах, гибкость в использовании параллелизма или расширений ISA для достижения более высокой производительности
В финальный тур попали всего 5 алгоритмов:
Победителем и новым SHA-3 стал алгоритм Keccak.
Давайте рассмотрим Keccak более подробно.
Безопасность криптографической хеш-функции
Цель использования хешей — обеспечить безопасность пользователей. Идентификация или проверка подлинности данных нужны, чтобы никто не мог воспользоваться чувствительной информацией в своих целях. Поэтому специалисты пользуются именно криптографическими хеш-функциями. Они должны быть безопасными — так, чтобы никто не мог взломать их.
Идеальная криптографическая хеш-функция полностью отвечает перечисленным ниже требованиям. Реальные не могут ответить им на 100%, поэтому задача их создателей — максимально приблизиться к нужным свойствам.
Стойкость к коллизиям. Выше мы писали, что коллизия — явление, когда у двух разных наборов данных получается одинаковый хеш. Это небезопасно, потому что так злоумышленник сможет подменить верную информацию неверной. Поэтому коллизий стремятся максимально избегать.
Современные криптографические хеш-функции не полностью устойчивы к коллизиям. Но так как они очень сложные, для поиска коллизии нужно огромное количество вычислений и много времени — годы или даже столетия. Задача такого поиска становится практически невыполнимой.
Стойкость к восстановлению данных. Частично это означает все ту же необратимость, о которой мы писали выше. Но восстановить данные в теории можно не только с помощью обратной функции — еще есть метод подбора. Стойкость к восстановлению данных подразумевает, что, даже если злоумышленник будет очень долго подбирать возможные комбинации, он никогда не сможет получить исходный массив информации.
Это требование выполняется для современных функций. Информации в мире настолько много, что полный перебор всех возможных комбинаций занял бы бесконечно большое количество времени.
Устойчивость к поиску первого и второго прообраза. Первый прообраз — как раз возможность найти обратную функцию. Такой возможности нет, ведь криптографическая хеш-функция необратима. Этот пункт пересекается с требованием стойкости к восстановлению данных.
Второй прообраз — почти то же самое, что нахождение коллизии. Разница только в том, что в случае со вторым прообразом ищущий знает и хеш, и исходные данные, а при поиске коллизии — только хеш. Хеш-функция, неустойчивая к поиску второго прообраза, уязвима: если злоумышленник будет знать исходные данные, он сможет подменить информацию.
Криптографические хеш-функции устойчивы к поиску второго прообраза потому же, почему они считаются стойкими к коллизиям. Вычисления для нахождения таких данных слишком сложные и длительные, чтобы задача была реальной.
Данная проблема возникает при попытке загрузить электронный больничный из файла, полученного, например, из СБИС или Контур.
Так вот, формат реализован согласно спецификации версии 1.1 Источник на сайте ФСС..
Согласно этой спецификации LN_HASH не обязательный реквизит, однако у 1С другая логика. По логике программы этот реквизит должен быть обязательно представлен, что не совсем корректно. Эта же логика относится и к LN_STATE.
Привожу код исправления:
Применив это исправление, файлы прекрасно грузятся.
Проверял на релизах : 3.1.15.96
При использовании расширения галочка "Безопасный режим" должна быть снята !.
Свойства криптографических хеш-функций
Необратимость. Из хеша нельзя получить исходные данные даже теоретически. Слишком много информации отбрасывается в процессе; это не зашифровка информации.
Детерминированность. Если подать хеш-функции одинаковые данные, то и хеш у них будет одинаковым. Именно это свойство позволяет использовать хеши для проверки подлинности информации.
Уникальность. Идеальная хеш-функция выдает стопроцентно уникальный результат для каждого возможного набора данных. В реальности такое невозможно, и иногда случаются коллизии — одинаковые хеши для разных сведений. Но существующие хеш-функции достаточно сложны, поэтому вероятность коллизии сводится к минимуму.
Разнообразие. Даже если два набора информации различаются одним-двумя символами, их хеши будут кардинально разными. У них не будет общих блоков, по ним невозможно будет понять, что исходные данные схожи.
Высокая скорость генерации. Это в целом свойство любых хешей: в отличие от зашифрованных версий файлов, они генерируются быстро, даже если входной массив данных большой.
Итоги
В данной статье я постарался объяснить, что такое хеш-функция и зачем она нужна
Также в общих чертах мной был разобран принцип работы алгоритма SHA-3 Keccak, который является последним стандартизированным алгоритмом семейства Secure Hash Algorithm
Множество неоднозначных статей написаных про биткойн побудили написать меня статью о внутреннем устройстве этой системы. Меня удивило, что некоторые авторы писали о цифровых монетах без понимания внутреннего устройства, и смысл длительных рассуждений был безуспешной попыткой узнать лохотрон ли это. Надеюсь после данной статьи вера или доверие bitcoin перейдет в уверенность и осознанность. Я не буду раскрывать в этой статье общественно-экономического влияния цифровых монет, а сосредоточусь исключительно на внутренних алгоритмах.
Электронная цифровая подпись (ЭЦП)
К сожалению, я не нашел подходящих простых образов, чтобы показать как изнутри работает криптография на эллиптических кривых. Возьмем этот инструмент «на веру». Те же алгоритмы используются в банковском секторе (и не только), поэтому крах ЭЦП приведет к кризису многих отраслей. Итак, закрытым ключом мы подписываем «письма передачи прав собственности» (транзакции), и тем самым отдаем свои монеты кому-то другому. Открытым ключом мы проверяем подлинность чужих транзакций.
Хеширование
Передача прав собственности. Хеш-сумма публичного ключа
Bitcoin оперирует хеш-суммой публичного ключа, как адрес для передачи монет. Объявить чей-либо bitcoin адрес во всеуслышание — ничего не стоит. Узнать исходный ключ по его хешу не предоставится возможным даже участникам «битвы экстрасенсов». А сама пара ключей будет использована лишь однажды — при передаче прав собственности. На этом жизнь пары ключей заканчивается.
PUB1 — публичный ключ
PRIV1 — секретный ключ
HASH1 или HASH(PUB1) — хеш-сумма публичного ключа (биткойн-адрес).
HASH2 или HASH(PUB2) — хеш публичного ключа следующего владельца.
Отвлечемся на некоторое время от монет. Возьмем, к примеру, владельца автомобиля, собственность которого не вызывает сомнений.
— Собственник на публичном собрании (ярмарке, телевизионном шоу) показывает всем хеш своего публичного ключа HASH(PUB1), заводской номер автомобиля, и все соглашаются с этим — никто не предъявляет претензий.
— До момента продажи оба ключа PUB1, PRIV1 продавца остаются в секрете. Известен только HASH(PUB1) и соответсвующий ему заводской номер автомобиля.
— Как только собственник хочет продать автомобиль какому-либо покупателю — он пишет открытое письмо, в котором указывает заводской номер и хеш-сумму публичного ключа второго владельца HASH(PUB2). И конечно же подписывает письмо своим секретным ключом PRIV1, прилагая публичный ключ PUB1.
— После передачи собственности секретный ключ перестает быть актуальным — второго такого письма быть не может (см. «Единая история»). Публичным ключом можно проверить само письмо, удостоверить второго собственника.
— О втором собственнике ничего неизвестно кроме HASH(PUB2), до тех пор пока он не передаст права третьему владельцу. И эта цепочка может быть бесконечной.
— Подписывая передачу прав с использованием ЭЦП, собственник не только удостоверяет себя, но и накладывает на себя обязательство передачи. Как говорится: «слово — не воробей, вылетит — не поймаешь».
— Благодаря HASH(PUB) получается двойная защита. Первая загадка — узнать публичный ключ по его хешу. Вторая загадка — подписаться чужим секретным ключом.
Если заменить автомобиль на bitcoin, то вместо заводского номера выступает хеш предыдущей транзакции. А вся цепочка собственников хранится публично у каждого пользователя.
«А сдачу!?»
Сдачу надо оставить себе. Но так задумано, что секретный ключ используется только один раз, а часть своих монет пересылается на свой же новый, не засвеченный адрес. Из-за этого трудно понять сколько монет принадлежит какому-либо адресу, и тяжело судить об объеме переданных монет за сутки/месяц/год.
Единая история. Что же копают майнеры.
Чтобы не было возможности дважды потратить монеты, должна быть единая история всех сделок. Тогда в журнал будет попадать только первая транзакция (письмо передачи прав на монеты), или в крайнем случае одна из нескольких. Для этого транзакции объединяются в блоки и признаются только «красивые» блоки. «Красивый блок» трудно найти, это подобно тому как из тонн золотой руды попадается лишь один стоящий самородок. В нашем случае хеш-сумма блока должна содержать определенное количество нулей.
Блок состоит из предыдущего блока (хеш-суммы), хеш-суммы всех включенных транзакций, и случайно перебираемого числа (англ: nonce).
Пример bitcoin-блока с сайта blockexplorer.com:
* Hash: 00000000000001c21dbf4715d5da1a288061faa21e950dd8df6ae25c8b55d868
* Previous block?: 000000000000056a7dcf283f627c2a17c55ffe1937a6ed2bc467d9c524311da2
* Difficulty: 1 690 895.803052 ("Bits": 1a09ec04)
* Transactions: 184
* Total BTC: 4251.63216933
* Size: 58.913 kilobytes
* Merkle root: 98c5d975bf556f0344770eee7ab31688a1c108223c14cea908ff99b0ab8fe947
* Nonce: 3723473450
Видите сколько нулей в начале хеш-суммы блока? Вот поэтому его так трудно было найти. Но каждый легко может проверить подлинность «красоты» блока. Количество нулей в хеше выбирается таким образом, чтобы каждый блок появлялся на свет приблизительно раз в 6 10 минут. За нахождение блока выдается поощрение, сейчас это 50 монет. Также нашедшему выдаются все сборы от платежей (transactions fees), за те транзакции которые включены в его блок.
Единая история достигается за счет того, что всегда побеждает наиболее длинная цепочка блоков. Не проблема, если от биткойн-сети будет отколот изолированый кусочек пользователей — впоследствии все отколотые транзакции войдут в более длинную цепочку (с учетом сложности).
Тонкости работы
— Под хешированием обычно понимается двойной sha256, т.е. sha256(sha256(x)).
— Удивительно, но bitcoin ничего не шифрует. Весь журнал транзакций — полностью открытая информация. Любой может проверить целостность всех транзакций, посчитать количество монет в обороте. Нет никаких шансов для фальшивомонетничества. Единственная возможность для злодейств — лишь приостановить работу биткойн на некоторое время.
— При первом старте bitcoin-приложение создает пару ключей. Точнее он создает их сразу 100 пар заранее, тем самым можно сделать резервирование кошелька (backup) не более чем на 100 операций вперед.
— На самом деле в транзакции указывается алгоритм проверки, помимо самого биткойн-адреса. Внутри биткойн встроен собственный примитивный, намеренно обрезанный язык программирования, который позволяет сделать сложные транзакции. Например можно запрограммировать, чтобы деньги отправлены нескольким адресатам (как сейфовая ячейка с несколькими ключами). Или включить ограничения по времени на трату денег (не раньше 2013 года) и т.д.
— Транзакции в блок укладываются в виде дерева хешей. Таким образом в дальнейшем можно будет выкидывать завершенные транзакции для экономии места на диске, не нарушая целостности блоков.
— Биткойн-адрес содержит в себе контрольную сумму. Поэтому в адресе нельзя ошибиться пропустив или заменив одну или несколько символов.
В заключение
Вне зависимости от курса монеты (обижаться на систему могут только спекулянты) я считаю что bitcoin стал очень успешным в техническом отношении. Здесь есть чему поучиться и использовать полученый опыт в дальнейшем.
Общие сведения
Криптографическая хеш-функция - это математический алгоритм, который отображает данные произвольного размера в битовый массив фиксированного размера.
Для идеальной хеш-функции выполняются следующие условия:
Давайте сразу рассмотрим пример воздействия хеш-функции SHA3-256.
Число 256 в названии алгоритма означает, что на выходе мы получим строку фиксированной длины 256 бит независимо от того, какие данные поступят на вход.
На рисунке ниже видно, что на выходе функции мы имеем 64 цифры шестнадцатеричной системы счисления. Переводя это в двоичную систему, получаем желанные 256 бит.
Любой заинтересованный читатель задаст себе вопрос: "А что будет, если на вход подать данные, бинарный код которых во много раз превосходит 256 бит?"
Ответ таков: на выходе получим все те же 256 бит!
Дело в том, что 256 бит - это соответствий, то есть различных входов имеют свой уникальный хеш.
Чтобы прикинуть, насколько велико это значение, запишем его следующим образом:
Надеюсь, теперь нет сомнений в том, что это очень внушительное число!
Поэтому ничего не мешает нам сопоставлять длинному входному массиву данных массив фиксированной длины.
Специальные предложения
1. Еще ни разу не встречал ЭЛН с пустым LN_HASH.
2. Согласно спецификации ФСС поле LN_STATE обязательно к заполнению.
Данная доработка вредна , т.к. дает возможность под видом ЭЛН загружать всякую фигню.
Например, можно будет загрузить реестр прямых выплат, что не соответствует методике учета в 1С.
Сначала надо загрузить ЭЛН (настоящий!), рассчитать больничный, ввести заявление, а только затем выгрузить реестр прямых выплат.
Настоящий ЭЛН всегда содержит LN_STATE и LN_HASH, это его родовой признак.
Более того, ФСС требует корректный LN_HASH, т.к. только так вы можете подтвердить что отправляете данные опираясь на последнюю версию ЭЛН.
Приложенный код в LN_HASH заполняет "мусором" и такой ЭЛН ФСС не примет и хорошо что 1С не принимает.
При чем тут "можно будет загрузить реестр прямых выплат" кто об этом говорит ?
Я прямо указал спецификацию на сайте ФСС и там реквизит LN_HASH НЕ ОБЯЗАТЕЛЬНЫЙ какие могут быть претензии.
Я оперировал с файлами которые выдавал SBIS и Контур и там не было этих полей и файлы не загружались в 1С.
Полагаю что ФСС генерирует этот хэш каждый раз по определенному алгоритму и потому не считает поле
обязательным. Если вам лично что то не нравиться вы можете переписать код под себя, он открыт.
Что касается выгрузки реестра то
В процедуре выгрузки ВыгрузитьЗапросДляОтправкиРеестраЭЛН есть строка
УстановитьЗначениеЕслиЗаполнено (ROW.LN_HASH, РегистрыСведений.СведенияОбЭЛН.ПрочитатьХеш(ДанныеЛН.НомерЛисткаНетрудоспособности));
как вы догадываетесь это значит что выгружать его если он заполнен.
Получается загружать ЭЛН без LN_HASH нельзя ,а выгружать можно, довольно противоречиво.
В любом случае статья показывает один из вариантов исправления, не нравится пишите свой.
При заполнении реестра ЭЛН для отправки в ФСС подтягиваются все пособия на указанную дату, в том числе и не электронные больничные листы.
В электронном больничном листе, загруженном с сайта ФСС, отсутствует признак, что данный больничный лист электронный (в самом БЛ около номера ЛН должна быть ссылка «Заполнены данные ЛН», по которой можно увидеть в форме «Ввод данных листка нетрудоспособности» данные, которые скачались с сайта ФСС).
Получается, что опция для учета электронных БЛ не совсем отрабатывает.
Возможно она будет работать, если подключить в настройках учетной политики организации выплату пособий по пилотному проекту?
То есть надо грузить электронный больничный с этой включенной опцией, чтобы данные заполнились?
пилотный проект у нас не подключен, потому что по нему работодатель оплачивает 3 первых дня болезни, а остальная выплата пособий производится непосредственно территориальными органами Фонда. Наша организация оплачивает пособия полностью, а затем идет зачет или возврат.
Здравствуйте!
Я правильно понимаю, что у Вас наблюдаются сразу 2 ошибки: 1) в реестр ЭЛН попадают все больничные; 2) в загруженном из ФСС больничном отсутствует ссылка «Заполнены данные…».
По пункту 2. Что происходит при повторном нажатии «Получить из ФСС»?
Пилотный проект — это когда выплата передана в ФСС, Вам включать его в ЗУП ни в коем случае не нужно.
Верно понимаете, что у нас происходят 2 ошибки: 1) в реестр ЭЛН попадают все больничные; 2) в загруженном из ФСС больничном отсутствует ссылка «Заполнены данные…».
Для электронного листка нетрудоспособности должны быть заполнены некоторые поля, которых не видно в обычном больничном. Это, например, «Дата выдачи», «Медицинская организация». Попробуйте вывести оба этих поля в журнал документов, как советуется тут: Как в списке больничных листов отличить электронные больничные от предоставленных на бумаге?
Заполнены ли эти поля в больничных, которые электронные, но отображаются без ссылки, как бумажные.
Действительно, поля Дата выдачи и Медицинская организация заполнены в электронных больничных по сравнению с обычными. Получается, они действительно электронные? Но почему тогда автоматически они в реестр не попадают, а попадают абсолютно все больничные листы с начала года? Как автоматически их вывести в Реестр ЭЛН? Отчет как-то нужно дополнительно настраивать?
Нет, дополнительно настраивать отчет не требуется. Обычно он автоматически заполняется только электронными листами.
Посмотрела в ЗУП (у меня версия 3.1.8.155)- в реестр ЭЛН попадают только листки, по которым есть запись в регистре сведений «Хэши ЭЛН». Проверьте, какие записи в этом регисте у Вас?
В нашей редакции такого регистра нет, планируем переход на 1С:ERP Управление строительной организацией 2.4 (2.4.5.86): в этой редакции регистр сведений «Хэши ЭЛН» присутствует.
В тестовой базе был не проведенный электронный БЛ, после проведения электронного больничного листа, документ записи в этот регистр не добавил.
Юлия, подскажите, пожалуйста, в какой момент появляются записи в этом регистре: при загрузке данных из ФСС в БЛ или при проведении такого электронного БЛ?
Здравствуйте! Не знаю соответствия версий ЗУП с версиями ERP.
Регистр «Хэши ЭЛН» появился в 3.1.5. Хэши формируются в момент загрузки БЛ.
Вы можете задать еще вопросов
Доступ к форме "Задать вопрос" возможен только при оформлении полной подписки на БухЭксперт8
Нажимая кнопку "Задать вопрос", я соглашаюсь с
регламентом БухЭксперт8.ру >>
Сегодня я хотел бы рассказать о том, что из себя представляет хеш-функция, коснуться её основных свойств, привести примеры использования и в общих чертах разобрать современный алгоритм хеширования SHA-3, который был опубликован в качестве Федерального Стандарта Обработки Информации США в 2015 году.
Свойства
Криптографическая хеш-функция должна уметь противостоять всем известным типам криптоаналитических атак.
В теоретической криптографии уровень безопасности хеш-функции определяется с использованием следующих свойств:
Pre-image resistance
Second pre-image resistance
Имея заданное входное значение , должно быть сложно найти другое входное значение такое, что
Collision resistance
Давайте чуть более подробно поговорим о каждом из перечисленных свойств.
Несмотря на то, что хеш-функций без коллизий не существует, некоторые из них достаточно надежны и считаются устойчивыми к коллизиям.
Second pre-image resistance. Это свойство называют сопротивлением второму прообразу. Для упрощения можно сказать, что это свойство находится где-то посередине между двумя предыдущими. Атака по нахождению второго прообраза происходит, когда злоумышленник находит определенный вход, который генерирует тот же хеш, что и другой вход, который ему уже известен. Другими словами, злоумышленник, зная, что пытается найти такое, что
Отсюда становится ясно, что атака по нахождению второго прообраза включает в себя поиск коллизии. Поэтому любая хеш-функция, устойчивая к коллизиям, также устойчива к атакам по поиску второго прообраза.
Неформально все эти свойства означают, что злоумышленник не сможет заменить или изменить входные данные, не меняя их хеша.
В частности, хеш-функция должна вести себя как можно более похоже на случайную функцию, оставаясь при этом детерминированной и эффективно вычислимой.
Как работает хеш-функция
Возможных преобразований для получения хеша бесконечное количество. Это могут быть формулы на основе умножения, деления и других операций, алгоритмы разного уровня сложности. Но если хеш применяется для защиты данных, его функция должна быть криптографической — у таких хеш-функций есть определенные свойства. Именно криптографические хеш-функции используются, например, при хранении паролей.
Если говорить о криптографической хеш-функции, то она чаще всего работает в несколько шагов. Данные разбиваются на части и проходят через сжимающую функцию, которая преобразовывает информацию в меньшее количество бит. Функция должна быть криптостойкой — такой, результат которой практически невозможно вскрыть.
А вот хеш-функции для более простых случаев, например построения таблиц, не обязаны быть криптографическими. Там преобразования могут быть проще.
Кто работает с хешированием
- IT-специалисты, разработки которых хранят чувствительную конфиденциальную информацию. Например, в веб-разработке хеши обычно нужны для проверки паролей. Вместо них на сервере хранятся хеши, а когда пользователь вводит пароль, тот автоматически хешируется, и хеш сравнивается с сохраненным на сервере.
- Разработчики, имеющие дело со сложными структурами данных, такими как ассоциативные массивы и хеш-таблицы.
- Люди, которые имеют дело с криптовалютой. В этой сфере активно используется хеширование как удобный способ проверки подлинности данных. На алгоритмах хеширования во многом построен блокчейн.
- Этичные хакеры и специалисты по информационной безопасности для обеспечения конфиденциальности данных или, наоборот, для проверки той или иной информации. Например, конкретный вирус можно распознать по характерному хешу.
О том, кто такие этичные хакеры и чем они занимаются, мы писали в статье.
Функция перестановок
Базовая функция перестановки состоит из раундов по пять шагов:
Тета, Ро, Пи, Хи, Йота
Далее будем использовать следующие обозначения:
Так как состояние имеет форму массива , то мы можем обозначить каждый бит состояния как
Обозначим результат преобразования состояния функцией перестановки
Также обозначим функцию, которая выполняет следующее соответствие:
- обычная функция трансляции, которая сопоставляет биту бит ,
где - длина слова (64 бит в нашем случае)
Я хочу вкратце описать каждый шаг функции перестановок, не вдаваясь в математические свойства каждого.
Шаг
Эффект отображения можно описать следующим образом: оно добавляет к каждому биту побитовую сумму двух столбцов и
Схематическое представление функции:
Шаг
Отображение направлено на трансляции внутри слов (вдоль оси z).
Проще всего его описать псевдокодом и схематическим рисунком:
Шаг
Шаг представляется псевдокодом и схематическим рисунком:
Шаг
Шаг является единственный нелинейным преобразованием в
Псевдокод и схематическое представление:
Шаг
Отображение состоит из сложения с раундовыми константами и направлено на нарушение симметрии. Без него все раунды были бы эквивалентными, что делало бы его подверженным атакам, использующим симметрию. По мере увеличения раундовые константы добавляют все больше и больше асимметрии.
Ниже приведена таблица раундовых констант для бит
Все шаги можно объединить вместе и тогда мы получим следующее:
Где константы являются циклическими сдвигами и задаются таблицей:
Keccak
Хеш-функции семейства Keccak построены на основе конструкции криптографической губки, в которой данные сначала «впитываются» в губку, а затем результат Z «отжимается» из губки.
Любая губчатая функция Keccak использует одну из семи перестановок которая обозначается , где
перестановки представляют собой итерационные конструкции, состоящие из последовательности почти одинаковых раундов. Число раундов зависит от ширины перестановки и задаётся как где
В качестве стандарта SHA-3 была выбрана перестановка Keccak-f[1600], для неё количество раундов
Далее будем рассматривать
Давайте сразу введем понятие строки состояния, которая играет важную роль в алгоритме.
Строка состояния представляет собой строку длины 1600 бит, которая делится на и части, которые называются скоростью и ёмкостью состояния соотвественно.
Соотношение деления зависит от конкретного алгоритма семейства, например, для SHA3-256
В SHA-3 строка состояния S представлена в виде массива слов длины бит, всего бит. В Keccak также могут использоваться слова длины , равные меньшим степеням 2.
Алгоритм получения хеш-функции можно разделить на несколько этапов:
• Строка P делится на n блоков длины
• «Впитывание»: каждый блок дополняется нулями до строки длиной бит (b = r+c) и суммируется по модулю 2 со строкой состояния , далее результат суммирования подаётся в функцию перестановки и получается новая строка состояния , которая опять суммируется по модулю 2 с блоком и дальше опять подаётся в функцию перестановки . Перед началом работы криптографической губки все элементыравны 0.
• «Отжимание»: пока длина результата меньше чем , где - количество бит в выходном массиве хеш-функции, первых бит строки состояния добавляется к результату . После каждой такой операции к строке состояния применяется функция перестановок и данные продолжают «отжиматься» дальше, пока не будет достигнуто значение длины выходных данных .
Все сразу станет понятно, когда вы посмотрите на картинку ниже:
Функция дополнения
Для чего нужно хеширование
Основное назначение хеширования — проверка информации. Эта задача важна в огромном количестве случаев: от проверки паролей на сайте до сложных вычислений в блокчейне. Так как хеш — это уникальный код определенного набора данных, по нему можно понять, соответствует ли информация ожидаемой. Поэтому программа может хранить хеши вместо образца данных для сравнения. Это может быть нужно для защиты чувствительных сведений или экономии места.
Вот несколько примеров:
- вместо паролей на сервере хранятся хеши паролей;
- антивирус хранит в базе хеши вирусов, а не образцы самих программ;
- электронная подпись использует хеш для верификации;
- информация о транзакциях криптовалюты хранится в виде кешей;
- коммиты в Git идентифицируются по хешу (подробнее про Git и коммиты можно прочесть в нашей статье).
Среди других, менее распространенных примеров использования — поиск дубликатов в больших массивах информации, генерация ID и построение особых структур данных. Это, например, хеш-таблицы — в них идентификатором элемента является его хеш, и он же определяет расположение элемента в таблице.
Читайте также: