原像电阻和第二原像电阻之间的差异

Question

维基百科说：

• 原像电阻：对于基本上所有预先指定的输出，在计算上找不到散列到该输出的任何输入，即，很难找到给定“ y”使得h（x）= y的任何原像x。

• 第二原像电阻：找到任何与指定输入具有相同输出的第二输入在计算上是不可行的，即，给定x，很难找到第二原像x'。使得h（x）= h（x？）。

但是，我不明白。不H（X？） （其中，X”是输入）产生该Ý（输出），然后将其与相同H（X） ？

说，我有一个字符串“ example”。生成MD5“ 1a79a4d60de6718e8e5b326e338ae533”。与仅使用MD5（示例）相比，为什么只使用MD5有何不同？

Answer 1

理想的散列就像获取一个人的指纹一样，它是唯一的，它是不可逆的（您不能仅从指纹中将整个人带回来），并且可以用作给定人的简短标识符。

如果我们将您介绍的一些术语带入类比，我们会看到原像抵抗是指哈希函数不可逆的能力。想象一下，如果您能从他们的指纹中获得整个人的相似之处，除了非常酷之外，这还可能非常危险。出于相同的原因，必须使用哈希函数，以使攻击者无法找到生成哈希的原始消息。从这个意义上说，散列函数是单向的，因为消息生成散列，而不是相反。

第二原像抗性指的是给定哈希函数的唯一能力。如果任何数量的人可以共享相同的指纹，法医指纹识别将是时间的浪费（现在让同卵双胞胎排除在外。编辑：请参阅下面的Det评论）。如果将给定的哈希值用于验证数据是否损坏，那么很有可能损坏数据可以生成相同的哈希值。

为了同时具有原像抵抗力和第二原像抵抗力，哈希函数采用了几个特征来帮助他们。哈希函数非常常见的一个特征是给定输入与输出不对应。单个位更改可以产生一个散列，该散列完全没有与原始输入的散列共享的字节。因此，良好的哈希函数通常用于消息身份验证。

尽管您正确地直接比较原始消息在功能上等同于比较散列，但是在大多数情况下这根本不可行。例如：

如果甲方希望可靠地向乙方发送消息，则甲方/乙方需要商定一种在传输过程中检测数据损坏的方案。注意：在甲方发送之前，乙方没有原始消息。

一种可能的传输方案是两次传输消息，以便乙方可以验证第二条消息是否等于第一条消息。问题是，有可能在同一位置（以及明显更高的带宽）发生两次损坏。这只能通过发送更多次消息来减少，这会导致严重的带宽成本。

作为替代，甲方可以将他/她的长消息传递给哈希函数，并生成一个简短的哈希，然后将其发送给乙方，随后是原始消息。然后，乙方可以接收收到的消息，并将其传递给哈希函数并匹配哈希。如果消息或散列在传输过程中甚至被单个位破坏，由于第二个原像抵抗（没有两个纯文本应该具有相同的散列），生成的散列将不匹配。

如果在传输过程中对邮件进行了加密，但哈希是在加密之前进行的，则在这种情况下，“前映像抗性”将很有用（是否合适，这是另一个讨论）。如果哈希是可逆的，则窃听者可以拦截哈希并反转以查找原始消息。

所有哈希函数都不相等，这就是为什么在选择要使用的，安全的以及应弃用和替换的那些时考虑其原像电阻/第二原像电阻的重要性。