RIPEMD-160

RIPEMD-160 (від англ. RACE Integrity Primitives Evaluation Message Digest) - криптографічна геш-функція, розроблена в Католицькому університеті Лувена Хансом Доббертіном (Hans Dobbertin^[en]), Антоном Босселарсом і Бартом Пренелом. Для довільного вхідного повідомлення функція генерує 160-розрядне хеш-значення, відоме як дайджест повідомлення. RIPEMD-160 є покращеною версією RIPEMD, яка, в свою чергу, використовувала принципи MD4 і продуктивність якої така ж як і у більш популярної SHA-1.

Також існують 128, 256 і 320-бітні версії цього алгоритму, які, відповідно, називаються RIPEMD-128, RIPEMD-256 і RIPEMD-320. 128-бітна версія являє собою лише заміну оригінальної RIPEMD, яка також була 128-бітною і в якій були знайдені вразливості. 256 і 320-бітові версії відрізняються подвоєною довжиною дайджесту, що зменшує ймовірність колізій, але при цьому функції не є більш крипостійкими.

RIPEMD-160 була розроблена у відкритій академічній спільноті, на відміну від SHA-1 і SHA-2, які були створені NSA. З іншого боку, RIPEMD-160 на практиці використовується не так часто, як SHA-1.

Використання RIPEMD-160 не обмежене жодними патентами.

Повідомлення розширюється так, щоб його довжина у бітах за модулем 512 дорівнювала 448. Таким чином, у результаті розширення, повідомленню бракує 64 біта до довжини, кратної 512 бітам. Розширення проводиться завжди, навіть якщо повідомлення спочатку мало потрібну довжину.

Розширення проводиться таким чином: один біт, що дорівнює 1, додається до повідомлення, а потім додаються біти, рівні 0, до тих пір, поки довжина повідомлення не стане рівною 448 по модулю 512. У підсумку, до повідомлення додається, як мінімум, 1 біт, і, як максимум - 512.

64-бітове представлення ${\displaystyle b}$ (довжини повідомлення перед додаванням додаткових бітів) додається до результату попереднього кроку. У малоймовірному випадку, коли ${\displaystyle b}$ більше, ніж ${\displaystyle 2^{64}}$, використовуються тільки 64 молодших біта. Ці біти додаються у вигляді двох 32-бітних слів, і першим додається слово, що містить молодші розряди.

На цьому етапі (після додавання бітів і довжини повідомлення) отримується повідомлення довжиною кратною 512 бітам. Це еквівалентно тому, що це повідомлення має довжину, кратну 16-ти 32-бітовим словами. Кожне 32-бітове слово містить чотири 8-бітних, але слідують вони не підряд, а навпаки (наприклад, з восьми 8-бітних слів (a b c d e f g h) отримується два 32-бітних слова (dcba hgfe)).

I. Нелінійні бітові функції:

• ${\displaystyle f(j;x;y;z)=x\oplus y\oplus z~~~~~~~~~~~~~(0\leq j\leq 15)}$
• ${\displaystyle f(j;x;y;z)=(x\wedge y)\lor (\neg x\wedge z)~~~(16\leq j\leq 31)}$
• ${\displaystyle f(j;x;y;z)=(x\lor \neg y)\oplus z~~~~~~~~~~(32\leq j\leq 47)}$
• ${\displaystyle f(j;x;y;z)=(x\land z)\lor (y\land \neg z)~~~~(48\leq j\leq 63)}$
• ${\displaystyle f(j;x;y;z)=x\oplus (y\lor \neg z)~~~~~~~~~(64\leq j\leq 79)}$

II. Адитивні шістнадцяткові константи:

• K(j) = 00000000x ${\displaystyle (0\leq j\leq 15)}$
• K(j) = 5A827999x ${\displaystyle (16\leq j\leq 31)}$
• K(j) = 6ED9EBA1x ${\displaystyle (32\leq j\leq 47)}$
• K(j) = 8F1BBCDCx ${\displaystyle (48\leq j\leq 63)}$
• K(j) = A953FD4Ex ${\displaystyle (64\leq j\leq 79)}$
• K'(j) = 50A28BE6x ${\displaystyle (0\leq j\leq 15)}$
• K'(j) = 5C4DD124x ${\displaystyle (16\leq j\leq 31)}$
• K'(j) = 6D703EF3x ${\displaystyle (32\leq j\leq 47)}$
• K'(j) = 7A6D76E9x ${\displaystyle (48\leq j\leq 63)}$
• K'(j) = 00000000x ${\displaystyle (64\leq j\leq 79)}$

III. Вибір 32-бітових слів з повідомлення

• r(j) = j при ${\displaystyle (0\leq j\leq 15)}$
• r(16..31) = 7; 4; 13; 1; 10; 6; 15; 3; 12; 0; 9; 5; 2; 14; 11; 8
• r(32..47) = 3; 10; 14; 4; 9; 15; 8; 1; 2; 7; 0; 6; 13; 11; 5; 12
• r(48..63) = 1; 9; 11; 10; 0; 8; 12; 4; 13; 3; 7; 15; 14; 5; 6; 2
• r(64..79) = 4; 0; 5; 9; 7; 12; 2; 10; 14; 1; 3; 8; 11; 6; 15; 13
• r'(0..15) = 5; 14; 7; 0; 9; 2; 11; 4; 13; 6; 15; 8; 1; 10; 3; 12
• r'(16..31) = 6; 11; 3; 7; 0; 13; 5; 10; 14; 15; 8; 12; 4; 9; 1; 2
• r'(32..47) = 15; 5; 1; 3; 7; 14; 6; 9; 11; 8; 12; 2; 10; 0; 4; 13
• r'(48..63) = 8; 6; 4; 1; 3; 11; 15; 0; 5; 12; 2; 13; 9; 7; 10; 14
• r'(64..79) = 12; 15; 10; 4; 1; 5; 8; 7; 6; 2; 13; 14; 0; 3; 9; 11

VI. Набір для бітового повороту вліво (операція rol)

• s(0..15) = 11; 14; 15; 12; 5; 8; 7; 9; 11; 13; 14; 15; 6; 7; 9; 8
• s(16..31) = 7; 6; 8; 13; 11; 9; 7; 15; 7; 12; 15; 9; 11; 7; 13; 12
• s(32..47) = 11; 13; 6; 7; 14; 9; 13; 15; 14; 8; 13; 6; 5; 12; 7; 5
• s(48..63) = 11; 12; 14; 15; 14; 15; 9; 8; 9; 14; 5; 6; 8; 6; 5; 12
• s(64..79) = 9; 15; 5; 11; 6; 8; 13; 12; 5; 12; 13; 14; 11; 8; 5; 6
• s'(0..15) = 8; 9; 9; 11; 13; 15; 15; 5; 7; 7; 8; 11; 14; 14; 12; 6
• s'(16..31) = 9; 13; 15; 7; 12; 8; 9; 11; 7; 7; 12; 7; 6; 15; 13; 11
• s'(32..47) = 9; 7; 15; 11; 8; 6; 6; 14; 12; 13; 5; 14; 13; 13; 7; 5
• s'(48..63) = 15; 5; 8; 11; 14; 14; 6; 14; 6; 9; 12; 9; 12; 5; 15; 8
• s'(64..79) = 8; 5; 12; 9; 12; 5; 14; 6; 8; 13; 6; 5; 15; 13; 11; 11

V. Вихідні значення слів дайджесту

• h0 = 67452301x;
• h1 = EFCDAB89x;
• h2 = 98BADCFEx;
• h3 = 10325476x;
• h4 = C3D2E1F0x;

Після визначення всіх вихідних функцій, констант і початкових значень слів хеш-суми, переходять до виконання алгоритму. Виконання алгоритму відбувається по двох паралельних шляхах. Обробка повідомлення відбувається блоками по 16 слів у 32 біта.

Під складанням «+» мається на увазі складання по модулю 2³², rol _s позначає циклічний зсув вліво на s позицій.

 for i := 0 to (t - 1) {
   A := h0; B := h1; C := h2; D := h3; E := h4;
   A' := h0; B' := h1; C' := h2; D' := h3; E' := h4;
   for j := 0 to 79 {
     T := rols(j) (A + f(j; B; C; D) + Xi[r(j)] + K(j)) + E;
     A := E; E := D; D := rol10(C); C := B; B := T;
     T := rols'(j) (A' + f(79 — j; B'; C'; D') + Xi[r'(j)] + K'(j)) + E';
     A' := E'; E' := D'; D' := rol10(C'); C' := B'; B' := T;
   }
   T := h1 + C + D'; h1 := h2 + D + E'; h2 := h3 + E + A';
   h3 := h4 + A + B'; h4 := h0 + B + C'; h0 := T;
 }

Вхідний рядок складається із ASCII-символів. Вихідний рядок являє собою шістнадцятковий запис результату.

 RIPEMD-160("The quick brown fox jumps over the lazy dog") =
 37f332f68db77bd9d7edd4969571ad671cf9dd3b

Навіть невелика зміна повідомлення викликає значну зміну дайджесту. Наприклад, при заміні у вищенаведеному прикладі d на c:

 RIPEMD-160("The quick brown fox jumps over the lazy cog") =
 132072df690933835eb8b6ad0b77e7b6f14acad7

Хеш-сума нульвого рядки виглядає так:

 RIPEMD-160("") = 
 9c1185a5c5e9fc54612808977ee8f548b2258d31

У таблиці для порівняння наведені швидкості виконання MD4-подібних функцій. Передбачається, що код виконання та дані знаходяться в кеші виконуючого пристрою.

• The hash function RIPEMD-160 [Архівовано 14 грудня 2005 у Wayback Machine.](англ.)
• RIPEMD160Managed Class (.NET) [Архівовано 30 червня 2016 у Wayback Machine.](англ.)
• RIPEMD160 (Java) [Архівовано 20 лютого 2012 у Wayback Machine.](англ.)
• Generate RIPEMD-160 Online (онлайн сервіс для генерування RIPEMD-160)^{[недоступне посилання з червня 2019]}(англ.)

Ця стаття потребує додаткових посилань на джерела для поліпшення її перевірності. Будь ласка, допоможіть удосконалити цю статтю, додавши посилання на надійні (авторитетні) джерела. Зверніться на сторінку обговорення за поясненнями та допоможіть виправити недоліки. Матеріал без джерел може бути піддано сумніву та вилучено. (лютий 2017)

Це незавершена стаття з криптографії. Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її.

Це незавершена стаття про алгоритми. Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її.