Kupyna () — итеративная криптографическая хеш-функция. Принята в качестве национального стандарта Украины ДСТУ 7564:2014http://csm.kiev.ua/index.php?view=article&id=3022 В Украине внедряются новые стандарты криптографической защиты информации в качестве замены устаревшей хеш-функции ГОСТ 34.311-95. Сжимающая функция Kupyna состоит из двух фиксированных 2n-битных перестановок T⊕ и T+, структура которых заимствована у шифра Kalyna. В частности, используется четыре таких же S-блока. Результат работы хеш-функции может иметь длину от 8 до 512 бит. Вариант, возвращающий n бит, называется «Kupyna-n»http://eprint.iacr.org/2015/885.pdf A New Standard of Ukraine: The Kupyna Hash Function.
Происхождение названия
Купена аптечная — растение семейства , произрастающие на территории всей Украины в хвойных и смешанных лесах, занесена в Красную книгу Украины.http://www.slideshare.net/oliynykov/kupyna Main properties of the new Ukrainian national standard on cryptographic hash function
Алгоритм
Сначала сообщение дополняется до длины, кратной размеру блока. Для этого к сообщению добавляется 1 бит , затем нулевых битов, где и 96 бит, содержащих длину сообщения в битах. Таким образом, максимальная длина сообщения бит.
После этого сообщение разбивается на блоков по бит каждый. Для вариантов функции, возвращающих до 256 бит, = 512. Для вариантов, возвращающих большие значения, = 1024.
Далее, строится хеш-функция, используя следующий итеративный алгоритм.
где
, если l = 512, или , если l = 1024
- функция, возвращающая наиболее значимых битов блока размером
Перестановки T⊕ и T+
Эти преобразования управляют состоянием, которое представляется матрицей G, содержащей в каждой ячейке 1 байт информации. Матрица имеет размер 8Х8 (при ) или 8Х16 (при ).
Сначала матрица G заполняется последовательностью байт. Например для последовательности 00 01 02 … 3f матрица G выглядит следующим образом.
Аналогичным образом заполняется матрица 8 X 16.
Перестановки и определены как:
Функция прибавляет по модулю 2 вектор
к каждому столбцу матрицы состояния ( - номер раунда).
Функция прибавляет по модулю 64 вектор
к каждому столбцу матрицы состояния ( - номер раунда).
Функция заменяет элементы матрицы состояния подстановкой из одного из четырёх S-блоков (номер S-блока определяется как ).
Функция производит циклический сдвиг вправо элементов матрицы состояния. Строки с номерами сдвигаются на элементов, а строка 7 сдвигается на 7 элементов при или на 11 элементов при .
Для выполнения функции каждый элемент матрицы состояния представляется как элемент конечного поля , сформированного неприводимым полиномом . Каждый элемент результирующей матрицы состояния вычисляется по формуле:
где - вектор (0x01, 0x01, 0x05, 0x01, 0x08, 0x06, 0x07, 0x04), а - номер столбца матрицы состояния .
Криптостойкость
Создатели уверяют, что дифференциальные атаки и rebound атаки неэффективны уже после 4 итераций функций перестановок. В таблице приведены заявленные создателями показатели криптостойкости.
Вид атаки Kupyna-256 Kupyna-512 Коллизия 2128 2256 Прообраз 2256 2512 Второй прообраз 2256 2512 Фиксированные точки 2256 2512
В результате независимого криптоанализа удалось провести атаку только на первые 5 раундов; сложность нахождения коллизии для сокращённой до 5 раундов функции Kupyna-256 составляет 2120.
S-блоки
Подстановка π0
6DF31DCBC94D792CE097FD6F4B4539 3EDDA34FB4B61F9ABF15E149D293C6 92729E61D163F4FA19D5AD58A4BBA1 DCF2833742E49C7ACCAB4A8F6E0427 2EE7E25A9616C22365660FBCA94741 3448FCB76A8886A5F95BDB387BC31E 2233242836C78EB277BAF5149F0855 9B4CFE605CDACD187D21B03F1B89FF EB84693A9DD767D340B5DE5D3091B1 781101E50068C59802A6742D0BA276 B3BECEBDAEE91C8AECF19994AAF626 2FEFE88C3503FBD405C15E90203D82 F7EA0A0D7EF8C4500757B83C62E3C8 AC526410D0D912132951B9CFD6738D 8154C0ED4E4485A725E6CA7C8B5680
Подстановка π1
421556B4651C8843C55C36BAF557678D 31F664589EF422AA750F02B1DF6D734D 7C262EF7085D443E9F14C8AE5410D8BC 1A6B69F3BD33ABFAD19B684E169591EE 4C638E5BCC3C19A181497BD96F3760CA E72B48FD9645FC41120D79E5898CE320 30DCB76C4AB53F97D4622D06A4A5835F 2ADAC9007EA255BF11D59CCF0E0A3D51 7D931BFEC44709860B8F9D6A07B9B098 1832714BEF3B70A0E440FFC3A9E678F9 8B46801E38E1B8A8E00C23761D252405 F16E94289A84E8A34F77D385E252F282 507A2F7453B361AF3935DECD1F99ACAD 722CDDD087BE5EA6EC04C60334FBDB59 B6C201F05AEDA766217F8A27C7C029D7
Подстановка π2
4A172BC294F4BBA362E471D4CD7016E1 493CC0D85C9BAD8553A17AC82DE0D172 A62CC4E37678B7B4093B0E414CDEB290 25A5D7031100C32E92EF4E129D7DCB35 10D54F9E4DA955C6D07B1897D336E648 56818F77CC9CB9E2ACB82F15A47CDA38 1E0B05D6146E6C7E66FDB1E560AF5E33 87C9F05D6D3F888DC7F71DE9ECED8029 27CF99A8500F3724283095D23E5B4083 B369571F071C8ABC20EBCE8EABEE31A2 73F9CA3A1AFB0DC1FEFAF26FBD96DD43 52B608F3AEBE19893226B0EA4B648482 6BF579BF015F75631B233D682A65E891 F6FF1358F1470A7FC5A7E7615A064644 4204A0DB398654AA8C34218BF80C7467
Подстановка π3
2203463D2D4A5383138AB7D52579F5BD 582F0D02ED519E11F23E555ED1163C66 705DF34540CCE8945608CE1A3AD2E1DF B5386E0EE5F4F986E94FD68523CF3299 3114AEEEC848D330A19241B118C42C71 724415FD37BE5FAA9B88D8AB899CFA60 EABC620C24A6A8EC6720DB7C28DDAC5B 347E10F17B8F63A0059A437721BF2709 C39FB6D729C2EBC0A48B8C1DFBFFC1B2 972EF865F67507044933E4D9B9D042C7 6C90008E6F5001C5DA473FCD69A2E27A A7C6930F0A06E62B96A31CAF6A128439 E7B082F7FE9D875C8135DEB4A5FC80EF CBBB6B76BA5A7D780B95E3AD74983B36 646DDCF059A94C177F91B8C9571BE061
Примеры хешей Kupyna
Значения разных вариантов хеша от пустой строки. Kupyna-256("") 0x cd5101d1ccdf0d1d1f4ada56e888cd724ca1a0838a3521e7131d4fb78d0f5eb6 Kupyna-512("") 0x 656b2f4cd71462388b64a37043ea55dbe445d452aecd46c3298343314ef04019 bcfa3f04265a9857f91be91fce197096187ceda78c9c1c021c294a0689198538
Малое изменение сообщения с большой вероятностью приводит к значительным изменениям в значении хеш-функции благодаря лавинному эффекту, как показано в следующем примере:
Kupyna-256("The quick brown fox jumps over the lazy dog") 0x 996899f2d7422ceaf552475036b2dc120607eff538abf2b8dff471a98a4740c6 Kupyna-256("The quick brown fox jumps over the lazy dog.") 0x 88ea8ce988fe67eb83968cdc0f6f3ca693baa502612086c0dcec761a98e2fb1f
Примечания
Категория:Стандарты криптографии Категория:Криптографические хеш-функции