SHAKE 和 cSHAKE

SHAKE 和 cSHAKE

如果将 SHA-3 从其固定长度输出中分离出来，你将得到一个 可扩展输出函数（EXtendable Output Function，XOF）。 这现在具有产生几乎无限的输出集合的潜力，因此我们可以取一个字节并产生十亿字节的输出，或者甚至取十亿字节的输入并产生单个字节的输出。 本质上，它是一个状态生成器，通过给定的输入，我们可以达到一个明确定义的状态。 我们可以将状态暴露给任何人，因为他们不会知道允许我们进入前一个和下一个状态的秘密。

对于 SHA-3，我们可以使用 SHAKE128 或 SHAKE256 来实现可变长度的哈希，其中 SHAKE128 为我们提供 128 位的安全性，而 SHAKE256 提供 256 位的安全性。 使用 cSHAKE，我们还可以向哈希过程中添加上下文字符串，这使我们可以使用域字符串分隔哈希。 同样，我们可以有 cSHAKE128 和 cSHAKE256。

使用可扩展输出函数（XOF）哈希函数，例如 SHAKE128 和 SHAKE256，创建一个 variable;length 哈希函数：

因此，SHA-3 的主要方法是 SHAKE128 和 SHAKE256：

使用 cSHAKE128 和 cSHAKE256，我们可以将上下文字符串添加到哈希过程中，并且我们需要提供所需的上下文字符串和原始输入数据值，才能生成相同的哈希输出。 我们还可以提供长度值来定义输出哈希长度。

源代码

以下代码使用 Zig Version 0.15.1 编译 [ 这里]:

const std = @import("std");
const crypto = std.crypto.hash;

pub fn main() !void {
    var gpa = std.heap.GeneralPurposeAllocator(.{}){};
    defer _ = gpa.deinit();
    const allocator = gpa.allocator();

    var stdout_buffer: [4096]u8 = undefined;
    var stdout_writer = std.fs.File.stdout().writer(&stdout_buffer);
    const stdout = &stdout_writer.interface;

    // Get the command-line arguments
    // 获取命令行参数
    var data: []u8 = undefined;
    var length: []u8 = undefined;
    var context: []u8 = undefined;
    const args = try std.process.argsAlloc(std.heap.page_allocator);
    defer std.process.argsFree(std.heap.page_allocator, args);
    // Check if there are any arguments
    // 检查是否有任何参数
    if (args.len > 1) {
        data = args[1];
    }
    if (args.len > 2) {
        context = args[2];
    }
    if (args.len > 3) {
        length = args[3];
    }

    const len = try std.fmt.parseInt(usize, length, 10);

    const Shake128 = try allocator.alloc(u8, len);
    defer allocator.free(Shake128);

    const Shake256 = try allocator.alloc(u8, len);
    defer allocator.free(Shake256);

    const CShake128 = try allocator.alloc(u8, len);
    defer allocator.free(CShake128);

    const CShake256 = try allocator.alloc(u8, len);
    defer allocator.free(CShake256);

    crypto.sha3.Shake128.hash(data, Shake128, .{});
    crypto.sha3.Shake256.hash(data, Shake256, .{});

    crypto.sha3.CShake128.hash(data, CShake128, .{ .context = context });
    crypto.sha3.CShake256.hash(data, CShake256, .{ .context = context });

    try stdout.print("Data: {s}\n", .{data});
    try stdout.print("Size: {s} bytes\n", .{length});
    try stdout.print("\nSHAKE128: {x}\n", .{Shake128});
    try stdout.print("SHAKE256: {x}\n", .{Shake256});
    try stdout.print("\nContext string: {s}\n", .{context});
    try stdout.print("cSHAKE128: {x}\n", .{CShake128});
    try stdout.print("cSHAKE256: {x}\n", .{CShake256});
    try stdout.flush();
}

在 Microsoft Windows 上，我们使用以下命令编译为可执行文件：

> zig build-exe zig_shake.zig

然后我们可以运行文件 zig_shake.exe。 对于哈希“Hello”和“Goodbye”的上下文字符串的 64 字节数据的示例运行是：

Data: Hello
Size: 64 bytes

SHAKE128: 4131f8db5745776b48b86caa68d251fa9b19cf46b92b16289bb0c98e57e0e0de58c94a8b24ea4a9902a8307840b2ffbf2df2f0b1aa199ebea1c774e90c3b32a8
SHAKE256: 555796c90bfb8f3256a1cb0d7e574877fd48750e4147cf40aa43da122b4d64dafec00acf1ff59f4c3805f9589ec1ee3b712bc3701ce7d825cba56ca4942f6ffd

Context string: Goodbye
CShake128: 09ca205255cf4aea5a0e0a815d564115d6e94e029243575517f8c79591dd8c16ff5d510f4bf8efbf5fed5866f66dedba5ce1ed855124ec5498096d1f19644c47
CShake256: a48827790a451da39be18e3236b293bb9baa3d07ae6c50de42c6c71df9bef4377e9697020f57b0cbb7247ccd36643fa622888c02f2cde646e858caad3feaf200

对于哈希“Hello”和“Goodbye”的上下文字符串的 16 字节数据的示例运行是：

Data: Hello
Size: 16 bytes

SHAKE128: 4131f8db5745776b48b86caa68d251fa
SHAKE256: 555796c90bfb8f3256a1cb0d7e574877
Context string: Goodbye
cSHAKE128: 09ca205255cf4aea5a0e0a815d564115
cSHAKE256: a48827790a451da39be18e3236b293bb

总的来说，上下文字符串可用于在哈希之间创建分隔。 其中的一个例子是为哈希过程定义一个 盐(pepper) 字符串，该字符串是保密的，而 盐(salt) 值可能会更多地暴露出来。 这样，入侵者可能会发现使用的 盐(salt) 值，但无法发现 盐(pepper) 字符串。

• 原文链接： medium.com/asecuritysite...
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