SipHash

siphash

Siphash是一个伪函数（PRFS）的家族，可在短消息上进行速度。这是Siphash的参考C代码：便携式，简单，优化，以澄清和调试。

Siphash由Jean-Philippe Aumasson和Daniel J. Bernstein于2012年设计，以防止浸透性DOS攻击。

Siphash是：

• 与以前的加密算法（例如基于通用哈希的Macs）更简单，更快。

• 通过不安全的非晶体算法（例如Fhhash）在性能方面具有竞争力。

• 尽管有多次加密仪者的多次密码分析项目，但在密码学上没有弱点。

• 经过战斗测试，成功地集成了OSS（Linux内核，OpenBSD，FreeBSD，Freertos），语言（Perl，Python，Ruby等），库（Openssl libcrypto，Sodium等）和应用程序（Wiredare，Redis等）。

作为安全的pseudorandom函数（又称键入哈希功能），Siphash也可以用作安全的消息身份验证代码（MAC）。但是，从通用的无键哈希功能（例如blake3或sha-3）的意义上，siphash并不是哈希。因此，应始终将siphash与秘密钥匙一起使用，以确保安全。

变体

默认的siphash是siphash-2-4 ：它需要一个128位键，进行2个压缩回合，4个最终确定回合，并返回一个64位标签。

变体可以使用不同数量的回合。例如，我们提出了Siphash-4-8作为保守版本。

本文未描述以下版本，而是设计和分析以满足应用程序的需求：

• Siphash-128返回128位标签而不是64位。具有指定数量的回合的版本是Siphash-2-4-128，Siphash4-8-128等。

• HalfSiphash用32位单词而不是64位工作，拿一个64位键，并返回32位或64位标签。例如，HalfSiphash-2-4-32有2个压缩回合，4个最终结合回合，并返回32位标签。

安全

（一半）具有C≥2和D≥4的Siphash -C -D预计将为任何具有相同键和输出尺寸的功能提供最大PRF安全性。

标准的PRF安全目标允许攻击者访问攻击者自适应选择的消息上Siphash的输出。

安全性受密钥尺寸的限制（Siphash的128位），因此搜索2 ^S键的攻击者有机会2 ^{S -128}查找Siphash键。安全性也受到输出尺寸的限制。特别是，当Siphash用作MAC时，如果T是该标签的位大小，则盲目尝试2 ^s标签的攻击者将成功使用2 ^{s -t} 。

研究

• 研究论文“ Siphash：快速投入PRF”（在Indocrypt 2012上接受）
• Siphash在Indocrypt 2012（Bernstein）呈现的幻灯片
• DIAC研讨会（Aumasson）的Siphash演示幻灯片的幻灯片

用法

跑步

  make

将建立测试

• Siphash-2-4-64
• Siphash-2-4-128
• Halfsiphash-2-4-32
• Halfsiphash-2-4-64

  ./ test

验证64个测试向量，并且

  ./ debug

执行相同并打印中间值。

该代码可以通过在编译时定义cROUNDS或dROUNDS来适应Siphashc -d ，这是带有C压缩弹和D最终确定回合的Siphash版本。这可以通过-D命令行参数来完成，例如以下编译器。

gcc -Wall --std=c99 -DcROUNDS=2 -DdROUNDS=4 siphash.c halfsiphash.c test.c -o test

makefile还将C和D弹值作为参数。

make cROUNDS=2 dROUNDS=4

显然，如果修改了回合的数量，则测试向量将无法验证。

知识产权

该代码是版权（C）2014-2023 Jean-Philippe Aumasson，Daniel J. Bernstein。它是多许可的

• CC0
• 麻省理工学院。
• Apache 2.0带有LLVM异常。