암호화 해시 함수

SHA
SHA
개념
	해시 함수 · SHA · DSA
주요 개념
	SHA-0 · SHA-1 · SHA-2 · SHA-3
	v; t; e;

암호화 해시 함수(cryptographic hash function)은 해시 함수의 일종으로, 해시 값으로부터 원래의 입력값과의 관계를 찾기 어려운 성질을 가지는 경우를 의미한다. 암호화 해시 함수가 가져야 하는 성질은 다음과 같다.^[1]

역상 저항성(preimage resistance): 주어진 해시 값에 대해, 그 해시 값을 생성하는 입력값을 찾는 것이 계산상 어렵다. 즉, 제 1 역상 공격에 대해 안전해야 한다. 이 성질은 일방향함수와 연관되어 있다.
제 2 역상 저항성(second preimage resistance): 입력 값에 대해, 그 입력의 해시 값을 바꾸지 않으면서 입력을 변경하는 것이 계산상 어렵다. 제 2 역상 공격에 대해 안전해야 한다.
충돌 저항성(collision resistance): 해시 충돌에 대해 안전해야 한다. 같은 해시 값을 생성하는 두 개의 입력값을 찾는 것이 계산상 어려워야 한다.

즉, 입력값과 해시 값에 대해서, 해시 값을 망가뜨리지 않으면서 입력값을 수정하는 공격에 대해 안전해야 한다. 이러한 성질을 가지는 해시 값은 원래 입력값을 의도적으로 손상시키지 않았는지에 대한 검증 장치로 사용할 수 있다.

순환 중복 검사(CRC)와 같은 몇몇 해시 함수는 암호 안전성에 필요한 저항성을 가지지 않으며, 우연적인 손상을 검출할 수는 있지만 의도적인 손상의 경우 검출되지 않도록 하는 것이 가능하기도 하다. 가령, 유선 동등 프라이버시(WEP)의 경우 암호화 해시 함수로 CRC를 사용하나, CRC의 암호학적 취약점을 이용한 암호 해독이 가능하다는 것이 밝혀져 있다.

암호화 해시 함수의 비교

가장 널리 사용되는 해시 함수에는 MD5와 SHA-1이 있으나, 이들은 안전하지 않다는 것이 알려져 있다. 미국 US-CERT에서는 2008년 MD5를 사용하지 말아야 한다고 발표했다.^[2] NIST에서는 2008년 SHA-1의 사용을 중지하며 SHA-2를 사용할 것이라고 발표했다.^[3]

2012년 10월 1일에 귀도 베르토니조앤 데먼, 질 반 아쉐, 마이클 피터스가 설계한 Keccak이 SHA-3의 해시 알고리즘으로 선정되었다.^[4] 2015년 8월 5일, 미국 국립표준기술연구소가 SHA-3 암호화 해시 함수 표준을 발표하였다.^[5]

다음은 널리 알려진 암호화 해시 함수 알고리즘의 목록이다. 이들 중에는 안전하지 않다는 것이 밝혀진 것도 있다.

알고리즘	출력 비트 수	내부 상태 크기^{[c 1]}	블록 크기	Length size	Word size	라운드 수	공격 가능성 (복잡도:최대 라운드 수)^{[c 2]}
알고리즘	출력 비트 수	내부 상태 크기^{[c 1]}	블록 크기	Length size	Word size	라운드 수	충돌	2차 역상	역상
GOST	256	256	256	256	32	256	2¹⁰⁵	2¹⁹²	2¹⁹²
HAVAL	256/224/192/160/128	256	1,024	64	32	160/128/96	가능
MD2	128	384	128	-	32	864	2^63.3		2⁷³
MD4	128	128	512	64	32	48	3	2⁶⁴	2^78.4
MD5	128	128	512	64	32	64	2^20.96		2^123.4
PANAMA	256	8,736	256	-	32	-	가능
RadioGatún	Up to 608/1,216 (19 words)	58 words	3 words	-	1–64	-	2³⁵² 또는 2⁷⁰⁴
RIPEMD	128	128	512	64	32	48	2¹⁸
RIPEMD-128/256	128/256	128/256	512	64	32	64
RIPEMD-160	160	160	512	64	32	80	2⁵¹:48
RIPEMD-320	320	320	512	64	32	80
SHA-0	160	160	512	64	32	80	2^33.6
SHA-1	160	160	512	64	32	80	2⁵¹
SHA-256/224	256/224	256	512	64	32	64	2^28.5:24		2^248.4:42
SHA-512/384	512/384	512	1,024	128	64	80	2^32.5:24		2^494.6:42
Tiger(2)-192/160/128	192/160/128	192	512	64	64	24	2⁶²:19		2^184.3
WHIRLPOOL	512	512	512	256	8	10	2¹²⁰:4.5