Государственный стандарт РФ ГОСТ Р 34.11-94 "Информационная технология. Криптографическая защита информации. Функция хэширования" (принят постановлением Госстандарта РФ от 23 мая 1994 г. N 154) (отменен)

Государственный стандарт РФ ГОСТ Р 34.11-94
"Информационная технология. Криптографическая защита информации. Функция хэширования"
(принят постановлением Госстандарта РФ от 23 мая 1994 г. N 154)

Information technology. Cryptographic Data Security. Hashing function

Дата введения - 1 января 1995 г.
Введен впервые

ГАРАНТ:

Приказом Росстандарта от 7 августа 2012 г. N 216-ст настоящий ГОСТ отменён с 1 января 2013 г. Взамен введён ГОСТ Р 34.11-2012

Введение

Расширяющееся применение информационных технологий при создании, обработке, передаче и хранении документов требует в определенных случаях сохранения конфиденциальности их содержания, обеспечения полноты и достоверности.

Одним из эффективных направлений защиты информации является криптография (криптографическая защита), широко применяемая в различных сферах деятельности, в государственных и коммерческих структурах.

Криптографические методы защиты информации являются объектом серьезных научных исследований и стандартизации на национальных, региональных и международных уровнях.

Настоящий стандарт определяет процедуру вычисления хэш-функции для любой последовательности двоичных символов.

Функция хэширования заключается в сопоставлении произвольного набора данных в виде последовательности двоичных символов и его образа фиксированной небольшой длины, что позволяет использовать эту функцию в процедурах электронной цифровой подписи для сокращения времени подписывания и проверки подписи. Эффект сокращения времени достигается за счет вычисления подписи только под образом подписываемого набора данных.

1 Область применения

Настоящий стандарт определяет алгоритм и процедуру вычисления хэш-функции для любой последовательности двоичных символов, которые применяются в криптографических методах обработки и защиты информации, в том числе для реализации процедур электронной цифровой подписи (ЭЦП) при передаче, обработке и хранении информации в автоматизированных системах.

Определенная в настоящем стандарте функция хэширования используется при реализации систем электронной цифровой подписи на базе асимметричного криптографического алгоритма по ГОСТ Р 34.10.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 28147-89 Системы обработки информации. Защита криптографическая. Алгоритмы криптографического преобразования.

ГОСТ Р 34.10-94 Информационная технология. Криптографическая защита информации. Процедуры выработки и проверки электронной цифровой подписи на базе асимметричного криптографического алгоритма.

3 Обозначения

В настоящем стандарте используются следующие обозначения:

В* - множество всех конечных слов в алфавите В = {0,1}. Чтение слов и нумерация знаков алфавита (символов) осуществляются справа налево (номер правого символа в слове равен единице, второго справа - двум и т.д.).

|А| - длина слова .

- множество всех бинарных слов длины k.

А||В - конкатенация слов А, - слово длины |А|+|В|, в котором левые |А| символов образуют слово А, а правые |В| символов образуют слово В. Можно также использовать обозначение А||В=АВ.

- конкатенация k экземпляров слова A ().

- слово длины k, содержащее двоичную запись вычета N (mod ) неотрицательного целого числа N.

- неотрицательное целое число, имеющее двоичную запись А ().

- побитовое сложение слов одинаковой длины по модулю 2.

- сложение по правилу , (k=|А|=|В|).

М - последовательность двоичных символов, подлежащая хэшированию (сообщение в системах ЭЦП), .

h - хэш-функция, отображающая последовательность в слово .

- результат зашифрования слова А на ключе К с использованием алгоритма шифрования по ГОСТ 28147 в режиме простой замены (, ).

Н - стартовый вектор хэширования.

e:=g - присвоение параметру е значения g.

4 Общие положения

Под хэш-функцией h понимается зависящее от параметра [стартового вектора хэширования Н, являющегося словом из ] отображение

.

Для определения хэш-функции необходимы:

- алгоритм вычисления шаговой функции хэширования , т.е. отображения

: ;

- описание итеративной процедуры вычисления значения xэш-функции h.

5 Шаговая функция хэширования

Алгоритм вычисления шаговой фикции хэширования включает в себя три части, реализующие последовательно:

- генерацию ключей-слов длины 256 битов;

- шифрующее преобразование - зашифрование 64-битных подслов слова Н на ключах (i=1, 2, 3, 4) с использованием алгоритма по ГОСТ 28147 в режиме простой замены;

- перемешивающее преобразование результата шифрования.

5.1 Генерация ключей

Рассмотрим X=(, , ..., ) .

Пусть ,

где =(,..., ), ;

=(,..., ), ;

=(,..., ), ;

Обозначают .

Используют; преобразование Р:

слова в слово

где , , .

Для генерации ключей необходимо использовать следующие исходные данные:

- слова Н, ;

- параметры: слова (i=2, 3, 4), имеющие значения

и .

При вычислении ключей реализуется следующий алгоритм:

1 Присвоить значения

i:=1, U:=H, V:=M.

2 Выполнить вычисления

, .

3 Присвоить i:=i + 1.

4 Проверить условие i=5.

При положительном исходе перейти к шагу 7. При отрицательном - перейти к шагу 5.

5 Выполнить вычисление

, V:=A(A(V)), , .

6 Перейти к шагу 3.

7 Конец работы алгоритма.

5.2 Шифрующее преобразование

На данном этапе осуществляется зашифрование 64-битных подслов слова Н на ключах (i = 1, 2, 3, 4).

Для шифрующего преобразования необходимо использовать следующие исходные данные:

, ,

и набор ключей .

Реализуют алгоритм зашифрования и получают слова

, где i=1, 2, 3, 4.

В результате данного этапа образуется последовательность.

.

5.3 Перемешивающее преобразование

На данном этапе осуществляется перемешивание полученной последовательности с применением регистра сдвига.

Исходными данными являются:

слова Н, и слово .

Пусть отображение

:

преобразует слово

, ,

в слово

Тогда в качестве значения шаговой функции хэширования принимается слово

,

где - i-я степень преобразования .

6 Процедура вычисления хэш-функции

Исходными данными для процедуры вычисления значения функции h является подлежащая хэшированию последовательность . Параметром является стартовый вектор хэширования Н - произвольное фиксированное слово из .

Процедура вычисления функции h на каждой итерации использует следующие величины:

- часть последовательности М, не прошедшая процедуры хэширования на предыдущих итерациях;

- текущее значение хэш-функции;

- текущее значение контрольной суммы;

- текущее значение длины обработанной на предыдущих итерациях части последовательности М.

Алгоритм вычисления функции h включает в себя этапы:

Этап 1

Присвоить начальные значения текущих величин

1.1 М:=М

1.2 Н:=Н

1.3

1.4

1.5 Переход к этапу 2

Этап 2

2.1 Проверить условие |М|>256.

При положительном исходе перейти к этапу 3.

В противном случае выполнить последовательность вычислений:

2.2

2.3

2.4

2.5

2.6

2.7

2.8 Конец работы алгоритма

Этап 3

3.1 Вычислить подслово слова М (). Далее выполнить последовательность вычислений:

3.2

3.3

3.4

3.5

3.6 Перейти к этапу 2.

Значение величины Н, полученное на шаге 2.7, является значением функции хэширования h (M).

Проверочные примеры для вышеизложенной процедуры вычисления хэш-функции приведены в приложении А.