На этой неделе Национальный Институт Стандартизации и Технологий (NIST) объявил об окончании конкурса на новый безопасный стандарт хэширования SHA-3, который продолжался пять лет. Победителем стал алгоритм Keccak за "элегантность в реализации и возможность работы на различных устройствах".
Алгоритмы хэширования используются для создания уникальных цифровых отпечатков документов, в качестве элементов цифровых подписей, кодов аутентификации сообщений и как составные элементы многих других протоколов. Однако после потенциального устаревания хэш-функций SHA-1 и SHA-2 был объявлен конкурс на новый алгоритм шифрования, который будет способен заменить существующие. Команды криптографов со всего мира предлагали свои варианты и совместно анализировали дизайн разработок, выявляя уязвимости.
Недавно эксперт в этой области Брюс Шнайер, разработчик алгоритма ставшего одним из пяти финалистов конкурса, выразил сомнение по поводу того, что какой-либо из представленных алгоритмов сможет стать достойной заменой SHA-2. Он объяснил это тем, что ни один из них не превосходит по своим свойствам существующий стандарт с точки зрения скорости работы и безопасности. При этом Шнайер отметил, что в настоящее время необходимо держать курс на алгоритмы шифрования, которые могут работать и на смартфонах.
Однако совместная разработка специалистов компаний STMicroelectronics и NXP Semiconductors доказала обратное. Благодаря конструкции "Sponge", на базе которой реализован алгоритм, появляется масса возможностей его дальнейшего совершенствования без внесения каких- либо изменений. Отмечается, что уникальные возможности помогают использовать Keccak в качестве хэш-функции с произвольным размером выхода, потокового шифра, функции выработки ключей из пароля, кодов аутентификации сообщений, криптостойкого генератора псевдослучайных чисел с подкачкой энтропии из внешнего источника и с затиранием внутреннего состояния.
Причем все эти возможности не являются отдельными модулями, как было реализовано у других участников конкурса. Смена режимов использования также не требует каких-либо переключателей и никак не ухудшает простоту конструкции. На вход могут быть поданы вместе с обрабатываемыми данными и служебные управляющие данные любого формата (например XML), что позволит управлять режимом использования, получая каждый раз новый выход гаммы.
Эксперт в области безопасности NIST Тим Полк отмечает: "Keccak имеет преимущество в том, что атаки, рассчитанные против SHA-2 не действуют против него, поскольку эти два алгоритма устроены на совершенно разных принципах". Он также предположил, что новые полезные свойства алгоритма найдут применение спустя годы, после его принятия. Так, он может быть использован в миниатюрных встраиваемых устройствах, которые не являются полноценными устройствами.
