V2EX = way to explore
V2EX 是一个关于分享和探索的地方
现在注册
已注册用户请  登录
drymonfidelia
V2EX  ›  程序员

SHA256 / 512 设计上是怎么做到不能化简(循环 100000 次简化到 1 次的计算量)的?

  •  
  •   drymonfidelia · 137 天前 · 1607 次点击
    这是一个创建于 137 天前的主题,其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。
    20 条回复    2024-07-10 09:36:10 +08:00
    tool2dx
        1
    tool2dx  
       137 天前
    是指代码高度优化,把中间计算步骤全部都优化掉?好像普通的 hash 算法都没办法化简,比如 MD5/SHA1
    drymonfidelia
        2
    drymonfidelia  
    OP
       137 天前
    @tool2dx 是指通过一次计算拿到 100000 次循环计算自身 hash 的结果
    ipwx
        3
    ipwx  
       137 天前
    你这化简就相当于,求函数 f' = f(f(f...))

    可是有些函数,人类就是找不到更快的 f' 呀?不然你把 sigmoid 重复 100000 次,写一个更快的函数出来?
    ipwx
        4
    ipwx  
       137 天前
    人类找不到不就等于没有嘛( doge
    ipwx
        5
    ipwx  
       137 天前
    对了,哪怕你求 x^100000 次方,你也只不过能化简为 (x^50000)^2 ... 以此类推,大概需要 log 100000 次乘法

    再怎么也没法变成 O(1)
    XiLingHost
        6
    XiLingHost  
       137 天前
    有,我们可以称之为打表法,具体的做法是找一个充分大的存储空间把 hash 算法产生的所有可能结果都存储下来,然后首次 hash 后的结果就可以直接命中缓存了
    XiLingHost
        7
    XiLingHost  
       137 天前
    打表法的缺点是,不能加盐
    w568w
        8
    w568w  
       137 天前
    首先一个根本性错误:SHA256/512 依然是速度优先的,根本没有什么「循环 100000 次」的过程,中间每个 chunk 最多也就循环 64 次。

    对于「循环 100000 次」的问题,楼上说得很清楚了:次方还是对一个数做 N 次乘法呢,你能化简次方运算为 1 次吗?

    回到正题,加密循环可参考这篇文章: https://blog.csdn.net/u011583927/article/details/80905740

    总的来说就是右旋和位运算叠加的过程,原理上来说因为要读取整个文件(而不是什么「循环 100000 次」),不能化简。
    valord577
        9
    valord577  
       137 天前
    如果有这项优化 ssh-key 是不是也不安全了?所有 ssh 主机都要瘫
    Bromine0x23
        10
    Bromine0x23  
       137 天前
    不满足结合律呗
    xdeng
        11
    xdeng  
       137 天前
    不是有硬件加速的么
    w568w
        12
    w568w  
       137 天前
    @valord577 我猜你说的是 RSA ,一种加密算法。SSH 的安全加密是 RSA 算法完成的,SHA256 只是用来确定指纹。

    另外 SHA256 是「摘要算法」,不是用来加密的,和加密算法除了都有「算法」俩字,根本没半毛钱关系。在不改变原义的情况下,摘要算法永远是越快越好、越优化越好,所以才有那么多硬件加速。

    最后,SHA256 (包括很多摘要算法)本身根本没有什么「几百万次循环」,那也是加密算法才考虑的。不要被楼主一知半解的提问误导了。
    dode
        13
    dode  
       137 天前
    SHA 哈希算法是用来做全局数据完整性验证的,算法复杂度至少要 O ( N )吧。
    要是有人设计一个更简单的算法,碰撞概率更低,可以得一个图灵奖了吧?

    BTC 就是基于 SHA256 计算难设计的,要是这个算法被攻破了,BTC 网络肯定又会分叉。
    w568w
        14
    w568w  
       137 天前
    @w568w #12 再补充几点:

    1. SHA256 不慢。一般人说「 SHA256 慢」,也不是因为算法本身过于复杂;
    2. 不仅 SHA256 没有,RSA 也没有「几百万次循环」;
    3. 摘要算法不存在常规意义的「破解」一说。一般说有安全问题都是指证明了不具有抗碰撞性、抗第一原象性(这是一般人理解的「破解」,即从摘要值恢复原文)和抗第二原象性。目前基本没有摘要算法被「破解」。

    更多摘要算法介绍可以看这篇: https://thiscute.world/posts/practical-cryptography-basics-2-hash/
    villivateur
        15
    villivateur  
       137 天前
    比如你要计算 1+2+...+100 ,你可以梯形公式化简成乘法
    如果要计算 1*2*...*100 ,也能化简成一个指令叫 100!

    但关键是,计算机不是万能的,计算机的基本指令一般也就是乘法,没有求阶乘的指令。所以也就没法化简了。

    有些算法会有特定的指令集,比如 AES ,可能可以“化简”
    cybort
        16
    cybort  
       137 天前 via Android
    请楼主告诉我( a+b )^2 怎么化简
    drymonfidelia
        17
    drymonfidelia  
    OP
       137 天前 via iPhone
    @cybort aa+2ab+bb 十年没用了还记得这个公式
    cybort
        18
    cybort  
       137 天前 via Android
    @drymonfidelia 再看看计算次数,这是化简还是化繁
    qbqbqbqb
        19
    qbqbqbqb  
       137 天前
    @w568w 所谓“几百万次循环”应该指的是 pbkdf2 这种可以指定迭代次数的密钥派生算法,原理就是反复应用类似 SHA256 这样的密码学安全的 hash 算法,通过增加运算次数来减慢速度,抵抗暴力破解。OP 想问的应该就是这类算法为什么是安全的。
    w568w
        20
    w568w  
       136 天前
    @qbqbqbqb 也许吧。但楼主看到却没有回复我这两条,也没有更改自己的问题,那就默认楼主知道自己在说什么吧。
    关于   ·   帮助文档   ·   博客   ·   API   ·   FAQ   ·   实用小工具   ·   2970 人在线   最高记录 6679   ·     Select Language
    创意工作者们的社区
    World is powered by solitude
    VERSION: 3.9.8.5 · 27ms · UTC 00:14 · PVG 08:14 · LAX 16:14 · JFK 19:14
    Developed with CodeLauncher
    ♥ Do have faith in what you're doing.