SipHash

siphash

Siphash是一個偽函數（PRFS）的家族，可在短消息上進行速度。這是Siphash的參考C代碼：便攜式，簡單，優化，以澄清和調試。

Siphash由Jean-Philippe Aumasson和Daniel J. Bernstein於2012年設計，以防止浸透性DOS攻擊。

Siphash是：

• 與以前的加密算法（例如基於通用哈希的Macs）更簡單，更快。

• 通過不安全的非晶體算法（例如Fhhash）在性能方面具有競爭力。

• 儘管有多次加密儀者的多次密碼分析項目，但在密碼學上沒有弱點。

• 經過戰鬥測試，成功地集成了OSS（Linux內核，OpenBSD，FreeBSD，Freertos），語言（Perl，Python，Ruby等），庫（Openssl libcrypto，Sodium等）和應用程序（Wiredare，Redis等）。

作為安全的pseudorandom函數（又稱鍵入哈希功能），Siphash也可以用作安全的消息身份驗證代碼（MAC）。但是，從通用的無鍵哈希功能（例如blake3或sha-3）的意義上，siphash並不是哈希。因此，應始終將siphash與秘密鑰匙一起使用，以確保安全。

變體

默認的siphash是siphash-2-4 ：它需要一個128位鍵，進行2個壓縮回合，4個最終確定回合，並返回一個64位標籤。

變體可以使用不同數量的回合。例如，我們提出了Siphash-4-8作為保守版本。

本文未描述以下版本，而是設計和分析以滿足應用程序的需求：

• Siphash-128返回128位標籤而不是64位。具有指定數量的回合的版本是Siphash-2-4-128，Siphash4-8-128等。

• HalfSiphash用32位單詞而不是64位工作，拿一個64位鍵，並返回32位或64位標籤。例如，HalfSiphash-2-4-32有2個壓縮回合，4個最終結合回合，並返回32位標籤。

安全

（一半）具有C≥2和D≥4的Siphash -C -D預計將為任何具有相同鍵和輸出尺寸的功能提供最大PRF安全性。

標準的PRF安全目標允許攻擊者訪問攻擊者自適應選擇的消息上Siphash的輸出。

安全性受密鑰尺寸的限制（Siphash的128位），因此搜索2 ^S鍵的攻擊者有機會2 ^{S -128}查找Siphash鍵。安全性也受到輸出尺寸的限制。特別是，當Siphash用作MAC時，如果T是該標籤的位大小，則盲目嘗試2 ^s標籤的攻擊者將成功使用2 ^{s -t} 。

研究

• 研究論文“ Siphash：快速投入PRF”（在Indocrypt 2012上接受）
• Siphash在Indocrypt 2012（Bernstein）呈現的幻燈片
• DIAC研討會（Aumasson）的Siphash演示幻燈片的幻燈片

用法

跑步

  make

將建立測試

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

  ./ test

驗證64個測試向量，並且

  ./ debug

執行相同並打印中間值。

該代碼可以通過在編譯時定義cROUNDS或dROUNDS來適應Siphashc -d ，這是帶有C壓縮彈和D最終確定回合的Siphash版本。這可以通過-D命令行參數來完成，例如以下編譯器。

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

makefile還將C和D彈值作為參數。

make cROUNDS=2 dROUNDS=4

顯然，如果修改了回合的數量，則測試向量將無法驗證。

智慧財產

該代碼是版權（C）2014-2023 Jean-Philippe Aumasson，Daniel J. Bernstein。它是多許可的

• CC0
• 麻省理工學院。
• Apache 2.0帶有LLVM異常。