スケイン（ハッシュ関数）

かせ
一般的な
デザイナー	ブルース・シュナイアー、ニールス・ファーガソン他
由来	スリーフィッシュ
認証	SHA-3 ファイナリスト
詳細
ダイジェストサイズ	任意
構造	ユニークブロック反復
ラウンド	72 (256 および 512 ブロックサイズ)、80 (1024 ブロックサイズ)
スピード	Core 2では6.1cpb。[ 1

Skeinは暗号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人のうちの1人である。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たが、最終的にはNISTハッシュ候補のKeccakに敗れた。^[2]

Skeinという名前は、Skein関数が糸の束のように入力を絡み合わせる様子を表しています。^[1]

歴史

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形であるユニークブロック反復（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に基づいており、 ^[3]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公開された。^[4]

機能性

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、どの出力サイズでも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 のコアは、単一の加算、定数による回転、および XOR を使用して 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 チェーンモードは、入力チェーン値と任意の長さの入力文字列を組み合わせて、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から生まれ、 S ボックスは使用しません。関数は 64 ビットプロセッサ用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、キー導出関数などのオプション機能が定義されています。

暗号解読

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公開されました。この攻撃では、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 ラウンドで回転衝突が検出されました。また、Skein ハッシュ関数にも影響します。^[7]これは、2 月に公開された、それぞれ 39 ラウンドと 42 ラウンドを破った以前の攻撃の続編です。^[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微調整して、この攻撃の効果を低下させましたが、これらの調整がなくてもハッシュは依然として安全であると信じています。^[1]

スケインハッシュの例

空の文字列のハッシュ値。

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

メッセージに小さな変更を加えただけでも、雪崩効果により、ハッシュはほとんど異なるものになります (非常に高い確率で) 。たとえば、文末にピリオドを追加すると、次のようになります。

かせ-512-256(「素早い茶色のキツネが怠け者の犬を飛び越える」)
b3250457e05d3060b1a4bbc1428bc75a3f525ca389aeab96cfa34638d96e492a
Skein-512-256(「素早い茶色のキツネが怠け者の犬を飛び越える。」)
41e829d7fca71c7d7154ed8fc8a069f274dd664ae0ed29d365d919f4e575eebb
かせ-512-512(「素早い茶色のキツネが怠け者の犬を飛び越える」)
94c2ae036dba8783d0b3f7d6cc111ff810702f5c77707999be7e1c9486ff238a7044de734293147359b4ac7e1d09cd247c351d69826b78dcddd951f0ef912713
かせ-512-512(「素早い茶色のキツネが怠け者の犬を飛び越える。」)
658223cb3d69b5e76e3588ca63feffba0dc2ead38a95d0650564f2a39da8e83fbb42c9d6ad9e03fbfde8a25a880357d457dbd6f74cbcb5e728979577dbce5436

参考文献

^ abc Ferguson; et al. (2010-10-01). 「The Skein Hash Function Family」(PDF)。2014-08-24 のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2010-12-15に取得。 {{cite journal}}:ジャーナルを引用するには|journal=(ヘルプ)が必要です
^ 「NIST がセキュアハッシュアルゴリズム (SHA-3) コンペティションの優勝者を選出」NIST 2012-10-02 2012-10-02閲覧。
^ http://www.skein-hash.info/sites/default/files/skein1.3.pdf 2014-08-24にWayback Machineにアーカイブされましたp. 6
^ skein_NIST_CD_121508.zip 2016-06-10 にWayback Machineの skein-hash.info にアーカイブ、skein.c 「Skein ハッシュ関数の実装。ソースコードの作成者: Doug Whiting、2008。このアルゴリズムとソースコードはパブリックドメインにリリースされています。」
^ 「ブルース・シュナイアーのSkeinハッシュ関数」Slashdot 2008年10月31日2008年10月31日閲覧。
^ 「ハッシュ関数を説明する論文、バージョン 1.3 (2010-10-01)」(PDF)。2014 年 8 月 24 日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2010年 12 月 15 日閲覧。
^ Dmitry Khovratovich、Ivica Nikolic、Christian Rechberger (2010-10-20)。「縮小されたかせに対する回転リバウンド攻撃」。Cryptology ePrint Archive。
^ Dmitry Khovratovich & Ivica Nikolić (2010). 「ARX の回転暗号解析」(PDF)。ルクセンブルク大学。2013年 1 月 26 日のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2010年 10 月 25 日閲覧。 {{cite journal}}:ジャーナルを引用するには|journal=(ヘルプ)が必要です

外部リンク

Skein の公式ウェブサイト (閉鎖中、Wayback Machine アーカイブ)
ブルース・シュナイアーのSkeinウェブページ

実装

SPARKSkein –型安全性の証明を備えたSPARKでの Skein の実装
BotanにはSkein-512のC++実装が含まれています
nskein – すべてのブロックサイズをサポートする Skein の .NET 実装
pyskein Python 用の Skein モジュール
PHP-Skein-Hash GitHub 上の PHP 用 Skein ハッシュ
Digest::Skein、C と Perl での実装
skeinfish Skein と Threefish の AC# 実装 (バージョン 1.3 に基づく)
Skein 512-512 の Java、Scala、および Javascript 実装 (バージョン 1.3 に基づく)
Skein の Java 実装 (バージョン 1.1 に基づく)
Ada での Skein の実装
skerl、NIF 経由の Erlang 用 Skein ハッシュ関数
Skein 512-512 を Bash で実装
Skein は Haskell で実装されています
ジョージ・メイソン大学の暗号工学研究グループ (CERG) によって開発された VHDL ソースコード
skeinr Rubyで実装されたSkein
fhreefish 8ビットAtmel AVRマイクロコントローラ用のSkein-256の効率的な実装。公式仕様で概説されているパフォーマンス見積もりを満たしています。

[skein-1] Ferguson; et al. (2010-10-01). 「The Skein Hash Function Family」(PDF)。2014-08-24 のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2010-12-15に取得。 {{cite journal}}:ジャーナルを引用するには|journal=(ヘルプ)が必要です

[2] 「NIST がセキュアハッシュアルゴリズム (SHA-3) コンペティションの優勝者を選出」NIST 2012-10-02 2012-10-02閲覧。

[3] ttp://www.skein-hash.info/sites/default/files/skein1.3.pdf 2014-08-24にWayback Machineにアーカイブされましたp. 6

[4] skein_NIST_CD_121508.zip 2016-06-10 にWayback Machineの skein-hash.info にアーカイブ、skein.c 「Skein ハッシュ関数の実装。ソースコードの作成者: Doug Whiting、2008。このアルゴリズムとソースコードはパブリックドメインにリリースされています。」

[5] 「ブルース・シュナイアーのSkeinハッシュ関数」Slashdot 2008年10月31日2008年10月31日閲覧。

[6] 「ハッシュ関数を説明する論文、バージョン 1.3 (2010-10-01)」(PDF)。2014 年 8 月 24 日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2010年 12 月 15 日閲覧。

[rotational-rebound-7] Dmitry Khovratovich、Ivica Nikolic、Christian Rechberger (2010-10-20)。「縮小されたかせに対する回転リバウンド攻撃」。Cryptology ePrint Archive。

[8] Dmitry Khovratovich & Ivica Nikolić (2010). 「ARX の回転暗号解析」(PDF)。ルクセンブルク大学。2013年 1 月 26 日のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2010年 10 月 25 日閲覧。 {{cite journal}}:ジャーナルを引用するには|journal=(ヘルプ)が必要です