Генерация секретных ключей.

При генерации секретных ключей используются данные Н и М (входная последовательность, представленная в двоичном виде) и инициализируются следующие константы:

С₂ = С₄ = 0²⁵⁶ и С₃ = 1⁸0⁸1¹⁶0²⁴1¹⁶0⁸(0⁸1⁸)²1⁸0⁸× (0⁸1⁸)⁴(1⁸0⁸)⁴, где a^k – двоичная последовательность из k бинарных знаков а – {0, 1}. После чего выполняется алгоритм:

I = 1; U = H; V = M;

W = U Å V;

K1 = P(W);

For i=2 to 4

U = A(U) Å C_i

V = A(A(V))

W = U Å V

K_i = P(W)

Функции P представляет собой перестановку s(i+1+4(k-1)) = 8_i+k, i = 0¸ 3, k = 1¸ 8 над подблоками длиной 8 бит исходной двоичной последовательности длиной 256 бит. Таким образом, последовательность x₃₂ || … || x₁ преобразуется в последовательность x_s(32) || … || x_s(1). Функцией А(Х) обозначают следующее преобразование последовательности, разделенной на 4 подблока по 64 бита каждый: A(X) = (x₁ Å x₂) || x₄ || x₃ || x_2.

Шифрующее преобразование.

Начальный вектор Н разбивается на 4 подблока h_i длиной 64 бита, и каждый подблок зашифровывается на своем ключе K_i, то есть s_i = Ek_i(h_i) (i=1, 2, 3, 4). В результате получается последовательность S = s₁ || s₂ || s₃ || s₄.

Перемешивающая функция.

Сначала исходная последовательность разбивается на шестнадцать 16-битных подблоков ni i=1¸ 16 и при помощи регистра сдвига с обратной связью преобразуется в последовательность следующего вида:

n₁ Å n₂ Å n₃ Å n₄ Å n₁₃ Å n₁₆ || n₁₆ || … || n₂.

Если обозначить данную функцию через j, то исходная функция хэширования - c (M, H) = j⁶¹ ((H Å j (M Å j¹²(S))), где степень функции j обозначает, сколько раз она применяется к битовой последовательности.

Однонаправленные хэш-функции, использующие симметричные блочные алгоритмы

В качестве однонаправленных хэш-функций можно использовать симметричные блочные алгоритмы шифрования. Идея в том, что если безопасен блочный алгоритм, то и однонаправленная хэш-функция будет безопасной.

Способ использует в качестве ключа блок сообщения, предыдущее хэш-значение в качестве входа, а текущее хэш-значение служит выходом.

Действительные хэш-функции сложнее. Размер блока обычно совпадает с длиной ключа, и размером хэш-значения будет длина блока. Так как большинство блочных алгоритмов 64-битовые, спроектирован ряд схем, дающих хэш-значение в два раза большее длины блока.

При условии, что хэш-функция правильна, безопасность этой схемы основана на безопасности используемой блочной функции.

Полезной мерой для хэш-функций, основанных на блочных шифрах, является скорость хэширования, или количество n-битовых блоков сообщения (п - это размер блока алгоритма), обрабатываемых при шифровании. Чем выше скорость хэширования, тем быстрее алгоритм.