SHA-256算法——被认为是目前最安全的Hash函数之一

SHA-256算法——被认为是目前最安全的Hash函数之一
SHA-256算法单向Hash函数是密码学和信息安全领域中的一个非常重要的基本算法，它是把任意长的消息转化为较短的、固定长度的消息摘要的算法。

SHA安全加密标准，是至今国际上使用最为广泛的较为安全的压缩算法之一，由美国NIST 和NSA两个组织共同开发的，此算法于1993年5月11日被美国NIST和NSA设定为加密标准。

为了提高Hash函数的安全性能，陆续发布了改进的Hash密码算法SHA-1、SHA-224、SHA-256、SHA-384及SHA-512等。

但随着2004年中国密码专家王小云教授研究小组宣布对MD5、SHA-1等加密算法的破解，随着密码学研究的不断深入和计算机技术的快速发展，美国政府计划从2010年起不再使用SHA-1，全面推广使用SHA-256、SHA-384和SHA-512等加密算法。

SHA-256算法的安全性分析
Hash函数的安全性很大程度上取决于抗强碰撞的能力，即攻击者找出两个涓息M和M'(M ≠M’)，使得H(M)=HM’。

因此，评价一个Hash函数的安全性，就是看攻击者在现有的条件下，是否能找到该函数的一对碰撞。

目前已有的对Hash函数攻击的方法包括生日攻击、彩虹表攻击、差分攻击等。

生日攻击
生日攻击是一种可用于攻击任何类型Hash函数的攻击方法。

从攻击原理上看，它没有利用Hash函数的结构和任何代数弱性质，只依赖于Hash值的长度。

因此，抵御生日攻击最有效的方法是Hash值必须有足够的长度。

生日攻击步骤:
发送方用私钥对256位的Hash值加密，并将加密结果附于消息之后一并提交给接收者，攻击者可按如下步骤实施攻击:
1)攻击者生成出消息M的2128种不同的消息变形，每一种消息变形都与原消息M具有相同的含义，同时攻击者再伪造一个假冒的消息M’，并对假冒的消息生成出2128个不同消息，其目的是试图用假冒的消息替代真实消息。

2)比较上述两个集合，找出具有相同Hash值的一对消息Mi和M’j，依照生日悖论原理，攻击者找到碰撞的概率大于0.5。

如果没找到，则重新伪造一个消息，并生成2128个变形，直至找到碰撞为止。

3)攻击者将消息Mi(与伪造消息M’j有相同Hash值)提交给A请求签名，后将该签名连同伪造消息M’j一起发送给接收者。

差分攻击
差分攻击是目前破译迭代Hash函数最有效的手法之一，其基本方法是利用明文的输入差值对输出差值的影响，运用差分的高概率的继承或者消除来产生最终的相同输出。

一个Hash 函数的安全性高低最终要看能否找到函数的整体碰撞，由于SHA-256算法具有迭代型结构，根据迭代算法的雪崩效应，随着轮数的增加，相应的整体碰撞复杂度会急剧上升，这就使得
找到整体碰撞变得非常困难，直至目前现有的攻击还无法找到SHA-256的一个整体碰撞。

因此，SHA-256算法被认为是目前最安全的Hash函数之一。