Alpha-DBL: A Reasonable High Secure Double-Block-Length Hash Function

13:00 | 18/05/2021 | GP MẬT MÃ
CSKH-02.2020. Abstract—We propose a new double-blocklength compression function which is called Alpha-DBL. This scheme uses two parallel secure single block length schemes based on a block cipher with 𝟐𝒏-bit key and 𝒏-bit block size to compress a 𝟑𝒏-bit string to a 𝟐𝒏-bit one. We show that the Alpha-DBL scheme attains nearly optimal collision security and preimage security bounds (up to 𝟐^𝒏 and 𝟐^𝟐𝒏 queries for finding a collision and a preimage, respectively). More precisely, for 𝒏 = 𝟏𝟐𝟖, no adversary making less than 𝟐^𝒏−𝟏.𝟐𝟕 = 𝟐^𝟏𝟐𝟔.𝟕𝟑 queries can find a collision with probability greater than 1/2. To our knowledge, this collision security bound is nearly better than other such compression functions. In addition, we provide a preimage security analysis of Alpha-DBL that shows security bound of 𝟐^𝟐𝒏−𝟓 = 𝟐 𝟐𝟓𝟏 queries for 𝒏 = 𝟏𝟐𝟖. Using this scheme in the iterated hash function construction can preserve the collision resistance security and the preimage resistance security.

Tóm tắt - Chúng tôi đề xuất một hàm nén độ dài khối kép mới được gọi là Alpha-DBL. Lược đồ này sử dụng hai lược đồ độ dài khối đơn an toàn song song dựa trên mã khối với khóa 𝟐𝒏-bit và kích thước khối 𝒏-bit để nén chuỗi 𝟑𝒏-bit thành chuỗi 𝟐𝒏-bit. Chúng tôi đã chứng minh rằng, lược đồ Alpha-DBL đạt được cận an toàn kháng va chạm và kháng tiền ảnh gần như tối ưu (tối đa 𝟐𝒏 và 𝟐𝟐𝒏 truy vấn tương ứng để tìm va chạm và tiền ảnh). Cụ thể với 𝒏 = 𝟏𝟐𝟖, một kẻ tấn công bất kỳ thực hiện ít hơn 𝟐𝒏−𝟏.𝟐𝟕 = 𝟐𝟏𝟐𝟔.𝟕𝟑 truy vấn chỉ có thể tìm thấy một va chạm với xác suất nhỏ hơn 1/2. Theo hiểu biết của chúng tôi, cận an toàn kháng va chạm này tốt hơn so với các hàm nén khác. Ngoài ra, chúng tôi đã đưa ra phân tích độ an toàn kháng tiền ảnh của Alpha-DBL cho thấy cận an toàn là 𝟐𝟐𝒏−𝟓 = 𝟐𝟐𝟓𝟏 truy vấn cho 𝒏 = 𝟏𝟐𝟖. Sử dụng lược đồ này trong việc xây dựng hàm băm được lặp có thể bảo toàn độ an toàn kháng va chạm và an toàn kháng tiền ảnh.

Xem toàn bộ bài báo tại đây.

References

  1. Lai, X. and Massey, J.L. “Hash functions based on block ciphers”. Workshop on the Theory and Application of Cryptographic Techniques. Springer, Berlin, Heidelberg, 1992.
  2. Hirose, S. “Some plausible constructions of double-block-length hash functions”. International Workshop on Fast Software Encryption. Springer, Berlin, Heidelberg, 2006.
  3. Stam, M. “Blockcipher-based hashing revisited”. Fast Software Encryption. Springer, Berlin, Heidelberg, 2009.
  4. Hirose, S. “Provably secure double-block-length hash functions in a black-box model. International Conference on Information Security and Cryptology. Springer, Berlin, Heidelberg, 2004.
  5. Özen, O. and Stam, M. “Another glance at double-length hashing”. IMA International Conference on Cryptography and Coding. Springer, Berlin, Heidelberg, 2009.
  6. Fleischmann, Ewan, et al. “Weimar-DM: a highly secure double-length compression function”. Australasian Conference on Information Security and Privacy. Springer, Berlin, Heidelberg, 2012.
  7. Miyaji, A. and Rashed, M. “A new (n, 2n) double block length hash function based on single key scheduling”. The 29th International Conference on Advanced Information Networking and Applications (AINA), IEEE, 2015.
  8. Fleischmann, E., Gorski, M., and Lucks, S. “Security of cyclic double block length hash functions”. IMA International Conference on Cryptography and Coding. Springer, Berlin, Heidelberg, 2009.
  9. Armknecht, F., et al. “The preimage security of double-block-length compression functions”. International Conference on the Theory and Application of Cryptology and Information Security. Springer, Berlin, Heidelberg, 2011.
  10. Lee, J., Stam, M., and Steinberger, J. “The security of Tandem-DM in the ideal cipher model”. Journal of Cryptology, 2017. 30(2): p. 495-518
  11. Mennink, B., “Provable security of cryptographic hash functions”. University of Bristol, UK, 2013.
  12. Rogaway, P., Shrimpton, T. “Cryptographic hash-function basics: Definitions, implications, and separations for preimage resistance, second-preimage resistance, and collision resistance”. In International workshop on fast software encryption. Springer, Berlin, Heidelberg, 2004.

Thông tin trích dẫn: Hoang Dinh Linh, Tran Hong Thai, “Alpha-DBL: A Reasonable High Secure Double-Block-Length Hash Function”, Journal of Science and Technology on Information Security, ISSN 2615-9570, Vol. 12, No. 02, 2020, pp. 11-17.

Hoang Dinh Linh, Tran Hong Thai

Tin cùng chuyên mục

Khoa học mật mã Việt Nam: Khẳng định vị thế, vươn tầm quốc tế

Khoa học mật mã Việt Nam: Khẳng định vị thế, vươn tầm quốc tế

 16:00|05/09/2024

Tin mới