杂凑算法

5.1 SHA-256 
【实验目的】
掌握目前普遍使用的SHA 算法的基本原理，了解其主要应用方法。
【原理简介】
SHA（Secure Hash Algorithm ）算法由美国NIST 开发，作为数字签名标准中使用的Hash 算法，并在1993 年作为联邦信息处理标准公布。NIST 在1995 年公布了其改进版本SHA-1，在2001 年发布了三个额外的SHA 变体，这三个函数都将消息对应到更长的消息摘要，以它们的摘要长度（以位计算）加在原名后面来命名：SHA-256，SHA-384 和SHA-512 。SHA-256 将不定长的输入变换为256b 定长输出，作为输入数据的摘要（又称为数据指纹），反映了数据的特征。设摘要长度为n，则对于给定输入数据，找到另一不同数据但具有相同摘要的概率为2.n ，根据生日攻击的原理，寻找到两个不同数据具
. n 
有相同摘要的概率为22 。Hash 算法被广泛用于数据完整性保护、身份认证和数字签名当中。
关于SHA-256 基本原理及数学基础的介绍，请参阅相关参考书。
【实验环境】
安装Windows 操作系统的PC 一台，其上安装Visual C++ 6.0 以上编译器。
【实验步骤】
（1）从http://cryptopp.sourceforge.net/docs/ref521/sha_8cpp-source.html 网页上得到算法的源代码。

（2）构造一个长度为1KB 左右的文本文件，以SHA-256 算法对文件计算Hash 值。

（3）在上述文本文件中修改一个字母或汉字，再次计算Hash 值，与步骤（2）中Hash 值进行比较，看看有多少比特发生改变。


（4）测试SHA-256 算法的速度。
【实验报告】
（1）简述SHA 算法流程。

（2）写出步骤（2）和步骤（3）中的文本文件和Hash 值。

（3）写出所使用机器的硬件配置以及SHA-256 的测试速度。



【思考题题】
考虑Hassh 算法如何用于于数据完整性性校验，与常用用的CRC 校验方方法有何不同？


Whirlpoool 
【实验目目的】
通过本实实验，掌握Whhirlpool 算法的的基本原理，了了解其主要应用用方法。
【原理简简介】
2000 年，Vincent Rijmeen 和Paulo S.LL.M.Barreto 设计了Whirlpoool，它是目前NNESSIE 
（New Europeaan Schemes forr Signature, Inttegrity, and Enccryption ）唯一一推荐使用的HHash 函数，同时它也也被国际标准组组织ISO 和国际际电子技术协会会IEC 采用作作为ISO/IEC 110118-3 国际标准。
Whirlpoool 是在分组密码码Square 的基基础上设计的，算法的输入长长度不超过22556b，产生512b 的Haash 值。最初的的版本中，S 盒盒是随机生成的的，具有良好的密码学特性性；2001 年的版本中，对它进行了改改进，使其密码码学特性更好，而且更便于用用硬件实现；22003 年的版本中，进进一步修改了扩扩散阵列（Difffusion Matrix））。Whirlpool 是是个很新的算算法，实现方面经验很很少，拥有与AAES 相似的性能和空间特性性，与SHA-5122 相比，Whirllpool 需要更多硬件资资源，但性能更更好。
关于Whiirlpool 基本原理及数学基础础的介绍，请参参阅相关参考书书。
【实验环环境】
安装Winndows 操作系统统的PC 一台，其上安装Vissual C++ 6.0 以以上编译器。
【实验步步骤】
（1）从htttp://cryptopp.ssourceforge.net/docs/ref521/wwhrlpool_8cpp-source.html 网页上得到算法的源代代码。

（2）构造造一个长度为11KB 左右的文本本文件，以WWhirlpool 算法对对文件计算Haash 值。

（3）在上述文本文件中中修改一个字母母或汉字，再次次计算Hash 值，，与步骤（2）中中Hash 值进行比较，看看有多少比比特发生改变。


（4）测试试Whirlpool 算法的速度。
【实验报报告】
（1）简述述Whirlpool 算法流程。

（2）写出出步骤（2）和步步骤（3）中的的文本文件和HHash 值。

（3）写出出所使用机器的的硬件配置以及及Whirlpool 的的测试速度。


【思考题题】
思考Whiirlpool 与本章前面介绍的HHash 算法的区别别。
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HMAC 
【实验目目的】
掌握目前前普遍使用的HHAMC 算法的基本原理，了了解其主要应用用方法。
【原理简简介】
HMAC 是是密钥相关的的哈希运算消息息认证码（keeyed-Hash Meessage Authenntication Code），HMAAC 运算利用哈哈希算法，以一一个密钥和一个个消息为输入，生成一个消息摘要作为输出。
关于HMMAC 基本原理及及数学基础的介绍，请参阅阅相关参考书。
【实验环环境】
安装Winndows 操作系统统的PC 一台，其上安装Vissual C++ 6.0 以以上编译器。
【实验步步骤】
（1）从hhttp://cryptopp. sourceforge.ne t/docs/ref521/hhmac_8cpp-souurce.html 网页上得到算法的源代码码。

（2）构造造一个长度为11KB 左右的文本本文件，以HHMAC 算法对文文件计算Hashh 值。

（3）在上上述文本文件中中修改一个字母母或汉字，再次计算Hash 值，与步骤（2）中Hash 值进行比比较，看看有多多少比特发生改改变。


（4）测试试HMAC 算法的速度。
【实验报报告】
（1）简述述HMAC 算法流流程。

（2）写出出步骤（2）和步步骤（3）中的的文本文件和HHash 值。

（3）写出出所使用机器的的硬件配置以及及HMAC 的测测试速度。


【思考题题】
思考HMMAC 与本章前面面介绍的Hashh 算法的区别。。
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