在互联网上,我们常常需要对数据举办加密和验证,以担保其安详性和完整性。为了实现这一目标,我们可以利用一种称为加密哈希函数(cryptographic hash function)的算法,它可以将任意长度的数据转换为牢靠长度的输出,称为哈希值(hash value)或动静摘要(message digest)。哈希值具有以下特点:
- 从哈希值无法逆向推导出原始数据,即哈希函数是单向的(one-way)。
- 对付任意两个差异的数据,它们的哈希值也差异,即哈希函数是抗碰撞的(collision-resistant)。
- 对付任意一个给定的数据,它的哈希值老是沟通的,即哈希函数是确定性的(deterministic)。
加密哈希函数有许多种,好比MD5、SHA-1、SHA-2等,它们都有各自的优缺点和应用场景。本文将先容一种相对较少被人知晓的加密哈希函数,它叫做RIPEMD-160。
RIPEMD-160是RIPEMD(RACE Integrity Primitives Evaluation Message Digest)系列算法中的一种,它是由比利时鲁汶大学的Hans Dobbertin, Antoon Bosselaers和Bart Preneel在1996年设计和宣布的。RIPEMD系列算法最初是在欧盟项目RIPE(RACE Integrity Primitives Evaluation)中开拓的,目标是为了提供一种可供学术界利用的加密哈希函数,与美国国度安详局设计的SHA-1和SHA-2算法相对应。RIPEMD系列算法包罗了RIPEMD、RIPEMD-128、RIPEMD-160、RIPEMD-256和RIPEMD-320等五种变体,个中RIPEMD-160是最常用的一种。
RIPEMD-160是基于MD4算法设计的,它将任意长度的数据转换为160位(20字节)的哈希值。它回收了Merkle-Damgard布局,即将数据分成512位(64字节)的块,并对每个块举办压缩函数(compression function),然后将压缩函数的输出与下一个块举办异或运算,最后获得最终的哈希值。压缩函数是RIPEMD-160算法的焦点部门,它由两条并行且彼此交错的线路构成,每条线路都包括80个轮回步调(round),每个轮回步调都包括一个非线性函数(non-linear function)、一个常数(constant)、一个左旋转操纵(left rotation)和一个动静字(message word)。两条线路最后会归并成一个160位的输出。
RIPEMD-160算法具有以下利益:
- 安详性:RIPEMD-160算法对比于原始的RIPEMD和RIPEMD-128算法,加强了抗碰撞性和抗差分进攻性。今朝还没有找到对付完整版本的RIPEMD-160算法有效的碰撞进攻或第二原像进攻。
- 兼容性:RIPEMD-160算法与其他基于Merkle-Damgard布局的加密哈希函数兼容,好比MD4、MD5、SHA-1等。这意味着可以利用沟通或雷同的软件或硬件来实现这些算法。
- 开放性:RIPEMD-160算法没有受到任何专利或版权的限制,可以自由地利用和修改。
RIPEMD-160算法也有以下缺点:
- 风行度:RIPEMD-160算法对比于SHA-1和SHA-2等算法,较少被人利用和审查,因此大概存在一些未被发明的安详隐患或裂痕。
- 机能:RIPEMD-160算法对比于其他加密哈希函数,计较速度较慢,,尤其是在软件实现上。这大概会影响其在一些对机能要求高的应用场景中的表示。
RIPEMD-160算法的一个典范应用是在比特币和其他基于比特币的加密钱币中,它被用来生成公钥哈希(public key hash),即地点(address)。详细来说,比特币地点是由以下步调生成的:
- 生成一个椭圆曲线数字签名算法(ECDSA)的公钥和私钥对。
- 对公钥举办SHA-256哈希运算,获得一个256位的哈希值。
- 对上一步获得的哈希值举办RIPEMD-160哈希运算,获得一个160位的哈希值,即公钥哈希。
- 在公钥哈希前面加上一个版本字节(version byte),用来标识地点范例,好比0x00暗示主网(mainnet)地点,0x6f暗示测试网(testnet)地点等。
- 对上一步获得的功效举办两次SHA-256哈希运算,取前32位作为校验和(checksum)。
- 将上一步获得的功效与公钥哈希毗连起来,获得一个25字节的数据。
- 对上一步获得的数据举办Base58编码,获得一个可读的字符串,即比特币地点。
总之,RIPEMD-160是一种用于加密哈希的算法,它可以将任意长度的数据转换为160位的哈希值。它基于MD4算法设计,并回收了Merkle-Damgard布局和双线路压缩函数。它具有安详性、兼容性和开放性等利益,但也存在风行度和机能等缺点。它在比特币和其他加密钱币中有着重要的应用。
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