スケイン（ハッシュ関数）

Skeinは暗号学的ハッシュ関数であり、 NISTハッシュ関数コンペティションのファイナリスト5つのうちの1つです。SHA -1とSHA-2の後継となるSHA-3標準の候補としてエントリーされましたが、最終的にはNISTハッシュ候補のKeccakに敗れました。^{[ 2 ]}

Skein という名前は、Skein 関数が入力を糸の束のように絡み合わせる様子を表しています。 ^{[ 1 ]} Skein は、任意の可変長の出力をネイティブにサポートするように設計されているため、拡張可能な出力関数(XOF) と考えることができます。

Skein は、ブルース・シュナイアー、ニールス・ファーガソン、ステファン・ラックス、ダグ・ホワイティング、ミヒル・ベラーレ、河野忠良、ジョン・カラス、ジェシー・ウォーカーによって作成されました。

Skeinは、 Matyas–Meyer–Oseasハッシュモードの変種であるUnique Block Iteration （UBI）連鎖モードを使用して圧縮されたThreefish調整可能ブロック暗号^{[ 3 ]}に基づいており、柔軟性のためにオプションの低オーバーヘッド引数システムを活用しています。

Skeinのアルゴリズムと参照実装はパブリックドメインに提供された。^{[ 4 ]}

Skeinは、256、512、1024ビットの内部状態サイズと、任意の出力サイズをサポートしています。^{[ 5 ]}

著者らは、64ビットモードのIntel Core 2 Duoでは、出力サイズに関わらず1バイトあたり6.1サイクルであると主張している。 ^{[ 6 ]}

Threefishの中核は、単一の加算、定数による回転、およびXOR演算を用いて2つの64ビットワードを変換するMIX関数に基づいています。UBIチェイニングモードは、入力チェイニング値と任意の長さの入力文字列を組み合わせ、固定サイズの出力を生成します。

Threefishの非線形性は、加算演算と排他的論理和の組み合わせのみによって実現されており、 Sボックスは使用していません。この関数は64ビットプロセッサ向けに最適化されており、Skeinの論文では、ランダム化ハッシュ、並列化可能なツリーハッシュ、ストリーム暗号、パーソナライゼーション、鍵導出関数などのオプション機能が定義されています。

2010 年 10 月、回転暗号解読とリバウンド攻撃を組み合わせた攻撃が発表された。この攻撃は Threefish-256 の 72 ラウンドのうち 53 ラウンド、Threefish-512 の 72 ラウンドのうち 57 ラウンドの回転衝突を発見した。また、Skein ハッシュ関数にも影響を与える。^{[ 7 ]}これは、それぞれ 39 ラウンドと 42 ラウンドを破った 2 月に発表された以前の攻撃の続編である。^{[ 8 ]}

Skeinチームは、NISTハッシュ関数コンペティションの第3ラウンドのキースケジュール定数を調整し、この攻撃の効果を弱めましたが、これらの調整がなくてもハッシュは安全であると考えています。 ^{[ 1 ]}

空文字列のハッシュ値。

かせ-256-256（"") c8877087da56e072870daa843f176e9453115929094c3a40c463a196c29bf7ba 糸玉-512-256（"") 39ccc4554a8b31853b9de7a1fe638a24cce6b35a55f2431009e18780335d2621 かせ-512-512("") bc5b4c50925519c290cc634277ae3d6257212395cba733bbad37a4af0fa06af41fca7903d06564fea7a2d3730dbdb80c1f85562dfcc070334ea4d1d9e72cba7a

メッセージのわずかな変更でも、（圧倒的な確率で）雪崩効果により、ハッシュ値はほぼ完全に異なるものになります。例えば、文末にピリオドを追加すると次のようになります。

Skein-512-256（「素早い茶色の狐が怠惰な犬を飛び越える」） b3250457e05d3060b1a4bbc1428bc75a3f525ca389aeab96cfa34638d96e492a Skein-512-256（「素早い茶色の狐が怠惰な犬を飛び越える。」） 41e829d7fca71c7d7154ed8fc8a069f274dd664ae0ed29d365d919f4e575eebb Skein-512-512（「素早い茶色の狐が怠惰な犬を飛び越える」） 94c2ae036dba8783d0b3f7d6cc111ff810702f5c77707999be7e1c9486ff238a7044de734293147359b4ac7e1d09cd247c351d69826b78dcddd951f0ef912713 Skein-512-512（「素早い茶色のキツネが怠惰な犬を飛び越える。」） 658223cb3d69b5e76e3588ca63feffba0dc2ead38a95d0650564f2a39da8e83fbb42c9d6ad9e03fbfde8a25a880357d457dbd6f74cbcb5e728979577dbce5436

• Skeinの公式サイト（閉鎖済み、Wayback Machineアーカイブあり）
• ブルース・シュナイアーのSkeinウェブページ