Перегляд вихідного коду сторінки RIPEMD-160

'''RIPEMD-160''' (від англ. RACE Integrity Primitives Evaluation Message Digest) - [[криптографічна геш-функція]], розроблена в [[Лувенський католицький університет|Католицькому університеті Лувена]] Хансом Доббертіном ({{iw|Hans Dobbertin}}), Антоном Босселарсом і Бартом Пренелом. Для довільного вхідного повідомлення функція генерує 160-розрядне хеш-значення, відоме як [[Геш-функція|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 [[Геш-функція|дайджесту]], що зменшує ймовірність [[Колізія хеш-функції|колізій]], але при цьому функції не є більш [[Криптографічна стійкість|крипостійкими]].

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

Використання RIPEMD-160 не обмежене жодними [[патент]]ами.

== Реалізація RIPEMD-160 ==
[[Файл:RIPEMD 160 2.png|thumb|right|250px|Реалізація алгоритму]]

=== Крок 1. Додавання відсутніх бітів ===
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.

=== Крок 2. Додавання довжини повідомлення ===
64-бітове представлення <math>b</math> (довжини повідомлення перед додаванням додаткових бітів) додається до результату попереднього кроку. У малоймовірному випадку, коли <math>b</math> більше, ніж <math>2^{64}</math>, 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)).

=== Крок 3. Визначення діючих функцій і констант ===
I. Нелінійні бітові функції:

* <math>f(j; x; y; z) = x \oplus y \oplus z       ~~~~~~~~~~~~~ (0 \le j \le 15)</math>
* <math>f(j; x; y; z) = (x \wedge y) \lor (\neg x \wedge z)~~~   (16 \le j \le 31)</math>
* <math>f(j; x; y; z) = (x \lor \neg y) \oplus z  ~~~~~~~~~~  (32 \le j \le 47 )</math>
* <math>f(j; x; y; z) = (x \land z) \lor (y \land \neg z)~~~~  (48 \le j \le 63)</math>
* <math>f(j; x; y; z) = x \oplus (y \lor \neg z)~~~~~~~~~ (64 \le j \le 79)</math>

II. Адитивні шістнадцяткові константи:
* K(j) = 00000000x <math>(0 \le j \le 15)</math>
* K(j) = 5A827999x <math>(16 \le j \le 31)</math>
* K(j) = 6ED9EBA1x <math>(32 \le j \le 47)</math>
* K(j) = 8F1BBCDCx <math>(48 \le j \le 63)</math>
* K(j) = A953FD4Ex <math>(64 \le j \le 79)</math>
* K'(j) = 50A28BE6x <math>(0 \le j \le 15)</math>
* K'(j) = 5C4DD124x <math>(16 \le j \le 31)</math>
* K'(j) = 6D703EF3x <math>(32 \le j \le 47 )</math>
* K'(j) = 7A6D76E9x <math>(48 \le j \le 63)</math>
* K'(j) = 00000000x <math>(64 \le j \le 79)</math>

III. Вибір 32-бітових слів з повідомлення
* r(j) = j при <math> (0 \le j \le 15)</math>
* 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 [[Геш-функція|дайджесту]]
* h0 = 67452301x;
* h1 = EFCDAB89x;
* h2 = 98BADCFEx;
* h3 = 10325476x;
* h4 = C3D2E1F0x;

=== Крок 4. Виконання алгоритму хешування ===
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.

== RIPEMD-160 на псевдокоді ==
Під складанням «+» мається на увазі складання по модулю 2<sup>32</sup>, rol <sub>s</sub> 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 := rol<sub>s(j)</sub> (A + f(j; B; C; D) + X<sub>i</sub>[r(j)] + K(j)) + E;
      A := E; E := D; D := rol<sub>10</sub>(C); C := B; B := T;
      T := rol<sub>s'(j)</sub> (A' + f(79 — j; B'; C'; D') + X<sub>i</sub>[r'(j)] + K'(j)) + E';
      A' := E'; E' := D'; D' := rol<sub>10</sub>(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;
  }

== Приклади хешів RIPEMD-160 ==
Вхідний рядок складається із [[ASCII|ASCII-символів]]. Вихідний рядок являє собою [[Шістнадцяткова система числення|шістнадцятковий]] запис результату.

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

Навіть невелика зміна повідомлення викликає значну зміну [[Геш-функція|дайджесту]]. Наприклад, при заміні у вищенаведеному прикладі <tt>d</tt> на <tt>c</tt>:

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

[[Хеш-сума]] нульвого рядки виглядає так:

  RIPEMD-160("") = 
  9c1185a5c5e9fc54612808977ee8f548b2258d31

== Продуктивність ==
У таблиці для порівняння наведені швидкості виконання MD4-подібних функцій. Передбачається, що код виконання та дані знаходяться в кеші виконуючого пристрою.
{| class="wikitable"
|-
! Алгоритм
! Циклів
! Мбіт/сек
! Відносна продуктивність
|-
| MD4
| 241
| 191.2
| 1.00
|-
| MD5
| 337
| 136.7
| 0.72
|-
| RIPEMD
| 480
| 96.0
| 0.50
|-
| RIPEMD-128
| 592
| 77.8
| 0.41
|-
| SHA-1
| 837
| 55.1
| 0.29
|-
| RIPEMD-160
| 1013
| 45.5
| 0.24
|}

== Посилання ==
* [http://homes.esat.kuleuven.be/~bosselae/ripemd160.html The hash function RIPEMD-160] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20051214060314/http://homes.esat.kuleuven.be/~bosselae/ripemd160.html |date=14 грудня 2005 }}{{ref-en}}
* [https://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.security.cryptography.ripemd160managed(v=vs.110).aspx RIPEMD160Managed Class (.NET)] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160630154343/https://msdn.microsoft.com/en-US/library/system.security.cryptography.ripemd160managed(v=vs.110).aspx |date=30 червня 2016 }}{{ref-en}}
* [https://docs.oracle.com/cd/E17802_01/webservices/webservices/docs/1.6/api/javax/xml/crypto/dsig/DigestMethod.html#RIPEMD160 RIPEMD160 (Java)] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20120220074824/http://docs.oracle.com/cd/E17802_01/webservices/webservices/docs/1.6/api/javax/xml/crypto/dsig/DigestMethod.html#RIPEMD160 |date=20 лютого 2012 }}{{ref-en}}
* [https://dev-tips.org/Generators/Hash4Text/RIPEMD160 Generate RIPEMD-160 Online (онлайн сервіс для генерування RIPEMD-160)]{{Недоступне посилання|date=червень 2019 |bot=InternetArchiveBot }}{{ref-en}}


{{Геш-функції та коди аутентифікації повідомлення}}
{{ВП-портали|Програмування|}}
{{Refimprove|date=лютий 2017}}
{{Crypto-stub}}
{{Algorithm-stub}}
[[Категорія:Геш-функції]]
[[Категорія:Криптографічні геш-функції]]