Каковы недостатки безопасности SHA?

Я тщательно исследовал алгоритмы SHA, в частности SHA1, SHA2-256, SHA2-512, SHA3-256 и SHA3-512, и обнаружил много примеров успешных атак столкновений, а также методов.

В моем списке следующие:

• Атаки грубой силы
  • Атаки на день рождения
  • Атака дня рождения Юваля (улучшенная атака дня рождения с другими условиями)
• Уменьшены раундовые атаки
  • Успешен при атаках на все алгоритмы SHA, SHA1, SHA-2 и Keccak («Родительская» функция SHA-3)
• Атаки с выбранным префиксом
  • Успешно на SHA1, больше информации: https://shattered.io/.

А также атаки, которые нарушают безопасность, обеспечиваемую алгоритмами в приложении.

• Атаки на увеличение длины
  • SHA-3 неуязвим из-за конкатенации емкости при перестановках функции губки Keccak.

Я исключил атаки Brute force (если не о поиске коллизий), в том числе атаки по словарю, а также радужные таблицы, поскольку это уязвимости, создаваемые чем-то внешним по отношению к самому алгоритму.

Я согласен с вашим списком, но я бы также рассмотрел возможность добавления комментариев с точки зрения того, насколько вредны эти атаки для фактической безопасности алгоритмов с точки зрения применения.Например, успешные атаки с сокращенным числом циклов не вызывают беспокойства, как может показаться, поскольку каждый дополнительный раунд алгоритма обеспечивает экспоненциальное повышение безопасности, а это означает, что «взлом» 42-раундового алгоритма SHA256 не нарушает безопасность, обеспечиваемую полным алгоритмом. -круг SHA256.

Кроме того, на самом деле «взлом» алгоритма не делает его полностью небезопасным на практике, поскольку успешные атаки часто требуют огромного количества ресурсов и времени (взлом SHA1 занял более 1,5 лет и коллектив компьютеров). Таким образом, даже если SHA1 «небезопасен», теоретически он все еще достаточно безопасен для использования, поскольку невозможно вычислить коллизию за разумное время и с ограниченным количеством ресурсов.

Возможно, стоит отметить реальную математику, стоящую за невозможностью вычисления коллизий хэшей, также с точки зрения хэшей прообразов. Одно дело найти коллизию при столкновении двух хешей и найти хеш, который сталкивается с ранее существовавшим хэшем. На самом деле безопасность измеряется длиной бита, поэтому теоретически потребуется 2 ^ n вычислений, чтобы найти коллизию в n-битном алгоритме хеширования.Вы можете узнать больше о способах измерения безопасности в алгоритмах хэширования здесь.