JP2010152468A - ハッシュ値演算装置及びハッシュ値演算方法及びハッシュ値演算プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】演算部104は、n個の演算器C1,・・・,Cnを有する。演算部104は、演算器Ci(i=1,・・・,n)への入力としてビット列Miの入力を受け付け、ビット列M1,・・・,MnからなるメッセージM´のハッシュ値を、演算器C1,・・・,Cnを用いて演算する。ビット列Miは演算器Ciごとに予め定められたビット長をもつ。パディング部102は、nを表すビット列と所定のビットパターンとを組み合わせてビット列Pを生成し、ビット列Pを、入力部101により入力されたメッセージMの所定の位置に付加してメッセージM´を生成する。ビット列Sは予め定められたビット長をもつが、ビット列P全体のビット長はメッセージMのビット長に応じて設定される。
【選択図】図1
Description
M´=M||1||0・・・0||<|M|>
とする。なお、“||”はビット(列)の連結を表記したものである。“|M|”はMのビット長を表記したものである。“<|M|>”はMのビット長を表す固定長(ここでは64ビット)の符号語を表記したものである。Mに付加する“0・・・0”は、0を付加する個数が最小となるようにする。次にM´をa−bビットごとに分割する。即ち、
M´=(m[1],m[2],・・・,m[n])
とする。c[1]=IVとおき、c[i+1]=h(c[i],m[i])をi=1,・・・,n(nはn>1となる整数)について計算する。なお、h(c[i],m[i])はc[i]を入力、m[i]を出力とする圧縮関数を表記したものである。最後にc[n+1]をハッシュ関数の出力値とする。
National Institute of Standards and Technology, "Secure Hash Standard (SHS)," Federal Information Processing Standards Publication 180−2, August 1, 2002 Don B. Johnson, Entrust CygnaCom, "Improving Hash Function Padding," First Cryptographic Hash Workshop, National Institute of Standards and Technology, November 1, 2005
少なくとも圧縮関数の演算を行うn(nはn>1となる整数)個の演算器C1,・・・,Cnを有し、演算器Ci(i=1,・・・,n)への入力として予め定められたビット長をもつビット列Miそれぞれの入力を受け付け、入力されたビット列M1,・・・,MnからなるメッセージM´のハッシュ値を、前記n個の演算器C1,・・・,Cnを用いて演算する演算部を具備するハッシュ値演算装置であって、
メッセージMを入力する入力部と、
nを表すビット列と所定のビットパターンとを組み合わせてビット列Pを生成し、生成したビット列Pを、前記入力部により入力されたメッセージMの所定の位置に付加して前記メッセージM´を生成するパディング部と、
前記パディング部により生成されたメッセージM´をn分割してビット列M1,・・・,Mnを生成し、生成したビット列M1,・・・,Mnを前記演算部へ入力して前記演算部に前記メッセージM´のハッシュ値を演算させる分割部と、
前記演算部により演算されたメッセージM´のハッシュ値を出力する出力部とを備えることを特徴とする。
図1は、本実施の形態に係るハッシュ値演算装置100の構成を示すブロック図である。
P=T||S=1||0・・・0||<n>
とする。なお、前述したように、“||”はビット(列)の連結を表記したものである。“<n>”はnを表す固定長(ここではqビット)の符号語を表記したものである。p=t+qであり、t=Σmi−m−qであるから、前述したように、p=Σmi−mが成り立つ。
M´=M||P=M||1||0・・・0||<n>
とする。
上記の対偶を取ることにより証明を行う。即ち、ハッシュ関数Hが衝突困難性を満たさないならば圧縮関数hが衝突困難性を満たさないことを示すことにより、証明を行う。そのため、まずハッシュ関数Hの衝突困難性が破れたと仮定する。即ち、H(Ma)=H(Mb)となるMa、Mbが見つかったと仮定する。このとき、H(Ma)、H(Mb)の中で起きている事象は以下の3パターンに分けることができ、全てのパターンで圧縮関数hの衝突困難性が破れていることを示す。
|Ma|=|Mb|なので、H(Ma)とH(Mb)の中で用いる圧縮関数hの数は同じである。Ma≠MbかつH(Ma)=H(Mb)なので、出力部分の圧縮関数hからIV側にバックワードサーチを行っていくとH(Ma)、H(Mb)の圧縮関数hで入力が異なりかつ出力が等しいものが存在する。即ち、圧縮関数hの衝突困難性が破れている。
Ba≠Bbなので、H(Ma)、H(Mb)の最後の圧縮関数hの入力は必ず異なる。また、H(Ma)=H(Mb)なので、H(Ma)、H(Mb)の最後の圧縮関数hの衝突困難性が破れている。
Ma、Mbのパディング後の値をMa´、Mb´とする。即ち、Ma´=Ma||10・・・0||<Ba>、Mb´=Mb||10・・・0||<Bb>となる。ここで、|Ma|≠|Mb|かつBa=Bbなので、0をパディングする数が異なる。H(Ma)とH(Mb)の中で用いる最後の圧縮関数hの入力が異なりかつH(Ma)=H(Mb)なので、H(Ma)とH(Mb)の最後の圧縮関数hの衝突困難性が破れている。
本実施の形態について、主に実施の形態1との差異を説明する。
P=T||S||D0=1||0・・・0||<n>||0
とする。なお、前述したように、“||”はビット(列)の連結を表記したものである。“<n>”はnを表す固定長(ここではqビット)の符号語を表記したものである。p=t+q+1であり、t=Σmi−m−q−1であるから、前述したように、p=Σmi−mが成り立つ。
P=T||S||D1=1||0・・・0||<n>||1
となる。なお、前述したように、“||”はビット(列)の連結を表記したものである。“<n>”はnを表す固定長(ここではrビット)の符号語を表記したものである。p=t+r+1であり、t=Σmi−m−r−1であるから、前述したように、p=Σmi−mが成り立つ。
M´=M||P=M||1||0・・・0||<n>||0(n≦2qの場合)
M´=M||P=M||1||0・・・0||<n>||1(n>2qの場合)
とする。なお、前述したように、n≦2qの場合、“<n>”のビット長はqであり、n>2qの場合、“<n>”のビット長はr>qを満たすrである。
上記の対偶を取ることにより証明を行う。即ち、ハッシュ関数Hが衝突困難性を満たさないならば圧縮関数hが衝突困難性を満たさないことを示すことにより、証明を行う。そのため、まずハッシュ関数Hの衝突困難性が破れたと仮定する。即ち、H(Ma)=H(Mb)となるMa、Mbが見つかったと仮定する。このとき、H(Ma)、H(Mb)の中で起きている事象は以下の5パターンに分けることができ、全てのパターンで圧縮関数hの衝突困難性が破れていることを示す。
|Ma|=|Mb|なので、H(Ma)とH(Mb)の中で用いる圧縮関数hの数は同じである。Ma≠MbかつH(Ma)=H(Mb)なので、出力部分の圧縮関数hからIV側にバックワードサーチを行っていくとH(Ma)、H(Mb)の圧縮関数hで入力が異なりかつ出力が等しいものが存在する。即ち、圧縮関数hの衝突困難性が破れている。
最後のチェックビットが異なるので、H(Ma)、H(Mb)の最後の圧縮関数hの入力は必ず異なる。また、H(Ma)=H(Mb)なので、H(Ma)、H(Mb)の最後の圧縮関数hの衝突困難性が破れている。
Ba≠Bbなので、H(Ma)、H(Mb)の最後の圧縮関数hの入力は必ず異なる。また、H(Ma)=H(Mb)なので、H(Ma)、H(Mb)の最後の圧縮関数hの衝突困難性が破れている。
Ba≠Bbなので、H(Ma)、H(Mb)の最後の圧縮関数hの入力は必ず異なる。また、H(Ma)=H(Mb)なので、H(Ma)、H(Mb)の最後の圧縮関数hの衝突困難性が破れている。
Ma、Mbのパディング後の値をMa´、Mb´とする。即ち、Ma´=Ma||10・・・0||<Ba>||d、Mb´=Mb||10・・・0||<Bb>||dとなる(dはBa、Bbの長さによって異なってくる)。ここで、|Ma|≠|Mb|かつBa=Bbなので、0をパディングする数が異なる。H(Ma)とH(Mb)の中で用いる最後の圧縮関数hの入力が異なりかつH(Ma)=H(Mb)なので、H(Ma)とH(Mb)の最後の圧縮関数hの衝突困難性が破れている。
本実施の形態について、主に実施の形態1及び2との差異を説明する。
P=T||S||D0=1||0・・・0||<m>||0
とする。なお、前述したように、“||”はビット(列)の連結を表記したものである。“<m>”はmを表す固定長(ここではqビット)の符号語を表記したものである。p=t+q+1であり、t=Σmi−m−q−1であるから、前述したように、p=Σmi−mが成り立つ。
P=T||S||D1=1||0・・・0||<m>||1
となる。なお、前述したように、“||”はビット(列)の連結を表記したものである。“<m>”はmを表す固定長(ここではrビット)の符号語を表記したものである。p=t+r+1であり、t=Σmi−m−r−1であるから、前述したように、p=Σmi−mが成り立つ。
M´=M||P=M||1||0・・・0||<m>||0(m≦2qの場合)
M´=M||P=M||1||0・・・0||<m>||1(m>2qの場合)
とする。なお、前述したように、m≦2qの場合、“<m>”のビット長はqであり、m>2qの場合、“<m>”のビット長はr>qを満たすrである。
上記の対偶を取ることにより証明を行う。即ち、ハッシュ関数Hが衝突困難性を満たさないならば圧縮関数hが衝突困難性を満たさないことを示すことにより、証明を行う。そのため、まずハッシュ関数Hの衝突困難性が破れたと仮定する。即ち、H(Ma)=H(Mb)となるMa、Mbが見つかったと仮定する。このとき、H(Ma)、H(Mb)の中で起きている事象は以下の4パターンに分けることができ、全てのパターンで圧縮関数hの衝突困難性が破れていることを示す。
|Ma|=|Mb|なので、H(Ma)とH(Mb)の中で用いる圧縮関数hの数は同じである。Ma≠MbかつH(Ma)=H(Mb)なので、出力部分の圧縮関数hからIV側にバックワードサーチを行っていくとH(Ma)、H(Mb)の圧縮関数hで入力が異なりかつ出力が等しいものが存在する。即ち、圧縮関数hの衝突困難性が破れている。
最後のチェックビットが異なるので、H(Ma)、H(Mb)の最後の圧縮関数hの入力は必ず異なる。また、H(Ma)=H(Mb)なので、H(Ma)、H(Mb)の最後の圧縮関数hの衝突困難性が破れている。
Ma´=Ma||1||0・・・0||<|Ma|>||0、Mb´=Mb||1||0・・・0||<|Mb|>||0とする。<|Ma|>と<|Mb|>のビット数は同じなので、sMDの証明と同様に、H(Ma)、H(Mb)の最後の圧縮関数hの入力は必ず異なる。また、H(Ma)=H(Mb)なので、H(Ma)、H(Mb)の最後の圧縮関数hの衝突困難性が破れている。
Ma´=Ma||1||0・・・0||<|Ma|>||1、Mb´=Mb||1||0・・・0||<|Mb|>||1とする。<|Ma|>と<|Mb|>のビット数は同じなので、sMDの証明と同様に、H(Ma)、H(Mb)の最後の圧縮関数hの入力は必ず異なる。また、H(Ma)=H(Mb)なので、H(Ma)、H(Mb)の最後の圧縮関数hの衝突困難性が破れている。
本実施の形態について、主に実施の形態1から3までとの差異を説明する。
本実施の形態について、主に実施の形態1から3までとの差異を説明する。
本実施の形態について、主に実施の形態1から3までとの差異を説明する。
本実施の形態について、主に実施の形態6との差異を説明する。
本実施の形態について、主に実施の形態1から3までとの差異を説明する。
Claims (11)
- 少なくとも圧縮関数の演算を行うn(nはn>1となる整数)個の演算器C1,・・・,Cnを有し、演算器Ci(i=1,・・・,n)への入力として予め定められたビット長をもつビット列Miそれぞれの入力を受け付け、入力されたビット列M1,・・・,MnからなるメッセージM´のハッシュ値を、前記n個の演算器C1,・・・,Cnを用いて演算する演算部を具備するハッシュ値演算装置であって、
メッセージMを入力する入力部と、
nを表すビット列と所定のビットパターンとを組み合わせてビット列Pを生成し、生成したビット列Pを、前記入力部により入力されたメッセージMの所定の位置に付加して前記メッセージM´を生成するパディング部と、
前記パディング部により生成されたメッセージM´をn分割してビット列M1,・・・,Mnを生成し、生成したビット列M1,・・・,Mnを前記演算部へ入力して前記演算部に前記メッセージM´のハッシュ値を演算させる分割部と、
前記演算部により演算されたメッセージM´のハッシュ値を出力する出力部とを備えることを特徴とするハッシュ値演算装置。 - 前記パディング部は、n≦2q(qはq>0となる整数)の場合、nを表すqビットのビット列と値が0又は1であるビットD0とを前記所定のビットパターンと所定の順番で連結して前記ビット列Pを生成し、n>2qの場合、nを表すr(rはr>qとなる整数)ビットのビット列と値が前記ビットD0と異なるビットD1とを前記所定のビットパターンと前記所定の順番で連結して前記ビット列Pを生成することを特徴とする請求項1に記載のハッシュ値演算装置。
- 前記パディング部は、nを表すq(qはq>log2nとなる整数)ビットのビット列を前記所定のビットパターンと所定の順番で連結して前記ビット列Pを生成することを特徴とする請求項1に記載のハッシュ値演算装置。
- 少なくとも圧縮関数の演算を行うn(nはn>1となる整数)個の演算器C1,・・・,Cnを有し、演算器Ci(i=1,・・・,n)への入力として予めビット長が固定されたビット列Miそれぞれの入力を受け付け、入力されたビット列M1,・・・,MnからなるメッセージM´のハッシュ値を、前記n個の演算器C1,・・・,Cnを用いて演算する演算部を具備するハッシュ値演算装置であって、
m(mはm>1となる整数)ビットのビット列であるメッセージMを入力する入力部と、
m≦2q(qはq>0となる整数)の場合、mを表すqビットのビット列と値が0又は1であるビットD0とを所定のビットパターンと所定の順番で連結してビット列Pを生成し、生成したビット列Pを、前記入力部により入力されたメッセージMの所定の位置に付加して前記メッセージM´を生成し、m>2qの場合、mを表すr(rはr>qとなる整数)ビットのビット列と値が前記ビットD0と異なるビットD1とを前記所定のビットパターンと前記所定の順番で連結してビット列Pを生成し、生成したビット列Pを、前記入力部により入力されたメッセージMの前記所定の位置に付加して前記メッセージM´を生成するパディング部と、
前記パディング部により生成されたメッセージM´をn分割してビット列M1,・・・,Mnを生成し、生成したビット列M1,・・・,Mnを前記演算部へ入力して前記演算部に前記メッセージM´のハッシュ値を演算させる分割部と、
前記演算部により演算されたメッセージM´のハッシュ値を出力する出力部とを備えることを特徴とするハッシュ値演算装置。 - 前記演算部の演算器Ci(i=1,・・・,n)は、ビット列Miを含むビット列Aiの入力を受け付け、入力されたビット列Aiに対して少なくとも圧縮関数の演算を行ってビット列Biを生成し、i<nの場合、生成したビット列Biを他の演算器Cj(jはi<j≦nとなる整数)へビット列Ajの一部として入力し、
前記出力部は、前記演算部の演算器Cnにより生成されたビット列Bnを前記メッセージM´のハッシュ値として出力することを特徴とする請求項1から4までのいずれかに記載のハッシュ値演算装置。 - 前記演算部のn個の演算器C1,・・・,Cnは、順番に直列に接続されており、
前記演算部の演算器Ci(i=1,・・・,n)は、i<nの場合、生成したビット列Biを他の演算器Cjである演算器Ci+1へビット列Ai+1の一部として入力することを特徴とする請求項5に記載のハッシュ値演算装置。 - ビット列M1,・・・,Mnは、いずれも同じビット長をもつことを特徴とする請求項1から6までのいずれかに記載のハッシュ値演算装置。
- 前記所定のビットパターンは、10又は01で始まることを特徴とする請求項1から7までのいずれかに記載のハッシュ値演算装置。
- 前記演算部のn個の演算器C1,・・・,Cnは、圧縮関数の演算としてブロック暗号の演算を行うことを特徴とする請求項1から8までのいずれかに記載のハッシュ値演算装置。
- 少なくとも圧縮関数の演算を行うn(nはn>1となる整数)個の演算器C1,・・・,Cnを有し、演算器Ci(i=1,・・・,n)への入力として予め定められたビット長をもつビット列Miそれぞれの入力を受け付け、入力されたビット列M1,・・・,MnからなるメッセージM´のハッシュ値を、前記n個の演算器C1,・・・,Cnを用いて演算する演算部を具備するハッシュ値演算装置を利用するハッシュ値演算方法であって、
前記ハッシュ値演算装置の入力部が、メッセージMを入力し、
前記ハッシュ値演算装置のパディング部が、nを表すビット列と所定のビットパターンとを組み合わせてビット列Pを生成し、生成したビット列Pを、前記入力部により入力されたメッセージMの所定の位置に付加して前記メッセージM´を生成し、
前記ハッシュ値演算装置の分割部が、前記パディング部により生成されたメッセージM´をn分割してビット列M1,・・・,Mnを生成し、生成したビット列M1,・・・,Mnを前記演算部へ入力して前記演算部に前記メッセージM´のハッシュ値を演算させ、
前記ハッシュ値演算装置の出力部が、前記演算部により演算されたメッセージM´のハッシュ値を出力することを特徴とするハッシュ値演算方法。 - 少なくとも圧縮関数の演算を行うn(nはn>1となる整数)個の演算手順C1,・・・,Cnを有し、演算手順Ci(i=1,・・・,n)への入力として予め定められたビット長をもつビット列Miそれぞれの入力を受け付け、入力されたビット列M1,・・・,MnからなるメッセージM´のハッシュ値を、前記n個の演算手順C1,・・・,Cnを用いて演算する演算処理をCPU(Central・Processing・Unit)により実行するハッシュ値演算プログラムであって、
メッセージMを入力する入力処理と、
nを表すビット列と所定のビットパターンとを組み合わせてビット列Pを生成し、生成したビット列Pを、前記入力処理により入力されたメッセージMの所定の位置に付加して前記メッセージM´をCPUにより生成するパディング処理と、
前記パディング処理により生成されたメッセージM´をn分割してビット列M1,・・・,Mnを生成し、生成したビット列M1,・・・,Mnを前記演算処理へ入力して前記演算処理に前記メッセージM´のハッシュ値を演算させる分割処理と、
前記演算処理により演算されたメッセージM´のハッシュ値を出力する出力処理とをコンピュータに実行させることを特徴とするハッシュ値演算プログラム。
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