一文讀懂區塊鏈中的哈希函數是如何構造的_CBC

MASH-1 (Modular Arithmetic Secure Hash)是一個基于RSA算法的哈希算法，在1995年提出，入選國際標準ISO/IEC 10118-4；MASH-2是MASH-1的改進，把第四步中的2換成了28+1；由于涉及模乘/平方運算，計算速度慢，非常不實用。

分組密碼的工作模式是：根據不同的數據格式和安全性要求， 以一個具體的分組密碼算法為基礎構造一個分組密碼系統的方法。

基于分組的對稱密碼算法比如DES/AES算法只是描述如何根據秘鑰對一段固定長度(分組塊)的數據進行加密，對于比較長的數據，分組密碼工作模式描述了如何重復應用某種算法安全地轉換大于塊的數據量。

簡單的說就是，DES/AES算法描述怎么加密一個數據塊，分組密碼工作模式模式了如果重復加密比較長的多個數據塊。常見的分組密碼工作模式有五種：

SIX和SBI創立的數字資產合資企業AsiaNext獲得新加坡臨時牌照:金色財經報道，新加坡金融管理局(MAS)授予AsiaNext臨時資本市場服務牌照。這家數字資產初創公司是瑞士證券交易所SIX和日本SBI Digital Asset Holdings的合資企業。[2023/6/22 21:54:39]

電碼本( Electronic Code Book，ECB)模式

密文分組鏈接(Cipher Block Chaining，CBC)模式

密文反饋(Cipher Feed Back ，CFB)模式

輸出反饋(Output Feed Back ，OFB)模式

計數器(Counter, CTR)模式

ECB工作模式

Binance因涉嫌從被盜加密貨幣的交易中獲利而面臨集體訴訟:金色財經報道，6月5日，Silver Miller 律師事務所和聯合律師 Kopelowitz Ostrow 對 Binance 及其 BAM Trading 提起集體訴訟。?紐約居民 Michael Osterer 擔任第一原告。他在一份法庭文件中稱，他在2021年4月從他的Coinbase賬戶中丟失了7.2個比特幣和449個以太幣，在提交申請時價值超過 100 萬美元。這些資金隨后在沒有經過 KYC 程序來驗證合法所有權的情況下存入了 Binance。[2023/6/7 21:22:13]

加密：輸入是當前明文分組。

解密：每一個密文分組分別解密。

具體公式為：

Reddit與育碧合作發布免費Rabbids主題Avatar NFT:5月26日消息，Reddit在與Ubisoft（育碧）的合作下發布免費Rabbids主題Avata NFT，目前可供Reddit用戶免費認領。[2023/5/26 10:41:18]

ECB工作模式示意圖

CBC工作模式

加密：輸入是當前明文分組和前一次密文分組的異或。

解密：每一個密文分組被解密后，再與前一個密文分組異或得明文。

近24小時內有超過1萬枚BTC流入交易所錢包:金色財經報道，Coinglass數據顯示，近24小時內有10345.55枚BTC流入交易所錢包，近7天有27764.83枚BTC流入交易所錢包，近30天有11141.75枚BTC流入交易所錢包。

截至發稿時，交易所錢包合計余額為1929355.95枚BTC。[2023/3/20 13:14:05]

CBC工作模式示意圖

CFB工作模式

加密算法的輸入是64比特移位寄存器，其初值為某個初始向量IV。

加密算法輸出的最左(最高有效位)j比特與明文的第一個單元P1進行異或，產生出密文的第1個單元C1，并傳送該單元。

比特幣礦業公司Core Scientific的股價在過去48小時內翻了一倍:金色財經報道，在B. Riley投資7200 萬美元后，比特幣礦業公司Core Scientific的股價在過去 48 小時內翻了一倍，從 0.15 美元的低點漲至 0.46 美元的高點。[2022/12/16 21:49:13]

然后將移位寄存器的內容左移j位并將C1送入移位寄存器最右邊(最低有效位)j位。

這一過程繼續到明文的所有單元都被加密為止。

CFB工作模式示意圖

OFB工作模式

OFB模式的結構類似于CFB

不同之處：

OFB模式是將加密算法的輸出反饋到移位寄存器

CFB模式中是將密文單元反饋到移位寄存器

OFB工作模式示意圖

CTR工作模式

加密：輸入是當前明文分組和計數器密文分組的異或。

解密：每一個密文分組被解密后，再與計數器密文分組異或得明文。

CTR工作模式示意圖

工作模式比較

ECB模式，簡單、高速，但最弱、易受重發攻擊，一般不推薦。

CBC模式適用于文件加密，比ECB模式慢，安全性加強。當有少量錯誤時，不會造成同步錯誤。

OFB模式和CFB模式較CBC模式慢許多。每次迭代只有少數比特完成加密。若可以容忍少量錯誤擴展，則可換來恢復同步能力，此時用CFB或OFB模式。在字符為單元的流密碼中多選CFB模式。

CTR模式用于高速同步系統，不容忍差錯傳播。

Merkle在1989年提出迭代型哈希函數的一般結構；(另外一個工作是默克爾哈希樹)，Ron Rivest在1990年利用這種結構提出MD4。(另外一個工作是RSA算法)，這種結構在幾乎所有的哈希函數中使用，具體做法為：

迭代型哈希函數的一般結構示意圖

把所有消息M分成一些固定長度的塊Yi

最后一塊padding并使其包含消息M的長度

設定初始值CV0

循環執行壓縮函數f，CVi=f(CVi -1||Yi -1)

最后一個CVi為哈希值

算法中重復使用一個壓縮函數f

f的輸入有兩項，一項是上一輪輸出的n比特值CVi-1，稱為鏈接變量，另一項是算法在本輪的b比特輸入分組Yi-1

f的輸出為n比特值CVi，CVi又作為下一輪的輸入

算法開始時還需對鏈接變量指定一個初值IV，最后一輪輸出的鏈接變量CVL即為最終產生的雜湊值

通常有b>n，因此稱函數f為壓縮函數

算法可表達如下：CV0=IV= n比特長的初值

CVi=f(CVi-1,Yi-1)；1≤i≤L

H(M)=CVL

算法的核心技術是設計難以找到碰撞的壓縮函數f，而敵手對算法的攻擊重點是f的內部結構

f和分組密碼一樣是由若干輪處理過程組成

對f的分析需要找出f的碰撞。由于f是壓縮函數，其碰撞是不可避免的，因此在設計f時就應保證找出其碰撞在計算上是困難的

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