清华大学王老师揭秘：密码Hash函数碰撞攻击与新算法进展

密码Hash函数的碰撞攻击是信息安全领域的一个重要议题，它主要关注的是如何确保通过哈希算法生成的固定长度摘要，即使原始消息（M）发生变化，其哈希值（Y）也能保持唯一性和难以逆向推导。清华大学的王小云教授在2015年的报告中详细探讨了这一领域的最新研究成果。 哈希函数，如MD5、SHA-1和SHA-2，是密码学的核心工具，它们将任意长度的信息压缩成固定长度的输出，类似于计算机中的散列表用于快速查找。这些函数在信息安全中扮演着关键角色，例如： 1. **检测消息完整性**：通过比较接收到的消息摘要与预期的哈希值，可以检查数据在传输过程中是否被篡改。 2. **身份验证**：通信双方可以通过共享的密钥验证对方消息的真实性，防止假冒。 3. **应用广泛**：在互联网协议中广泛应用，如IPsec、SSL/TLS、SSH和SNMP，确保金融交易的安全，如银行电子货币系统的MAC（消息认证码）。 碰撞攻击是指寻找两个不同的消息M1和M2，它们的哈希值相同（H(M1) = H(M2)），这在理论上是困难的，但存在某些特殊情况下的破解尝试，如所谓的“生日攻击”。为了对抗这种攻击，设计者们引入了额外的安全属性： - **抗原像攻击**：难度在于恢复给定哈希值Y对应的具体消息M，这增加了破解的复杂性。 - **抗第二原像攻击**：即使知道M1，也难以找到另一个M2使得哈希值相同，进一步增强安全性。 - **抗碰撞性**：防止通过碰撞找到两个不同消息产生相同的哈希值，是设计Hash函数时必须考虑的重要特性。 随着密码学的发展，尤其是在2007年提出的非M-混淆性质，这些安全属性被不断强化，以适应日益增长的威胁环境。在密码学的演变史上，从古典密码如Caesar密码到现代的对称加密（如DES、AES）和公钥密码（如RSA、ECC），以及Hash函数在其中的地位，都表明密码技术在保障信息安全方面的重要性。随着技术的进步，密码Hash函数的安全性将持续受到研究和改进，以应对不断变化的网络安全挑战。