簡(jiǎn)述SipHash算法
cc 大部分非加密哈希算法的改良，都集中在讓哈希速度變得更快更好上。而我們今天文章的主角——SipHash則是個(gè)例外，它的提出是為了Hash-Flooding Attack（哈希洪水攻擊）問(wèn)題。下面我們就一起來(lái)了解一下SipHash算法。
SipHash算法簡(jiǎn)介
SipHash是由BLAKE算法的設(shè)計(jì)者Jean-Philippe Aumasson等人于2012年設(shè)計(jì)的，它是一類針對(duì)短消息設(shè)計(jì)的偽隨機(jī)函數(shù)族，可用于消息認(rèn)證，用途一般與MAC算法相似。
SipHash算法通過(guò)讓輸出隨機(jī)化，能夠有效減緩哈希洪水攻擊憑借這一點(diǎn)，它逐漸成為Ruby、Python、Rust等語(yǔ)言默認(rèn)的Hash表實(shí)現(xiàn)的一部分。
SipHash算法描述
通常具體的SipHash算法表示為SipHash-c-d，其中整數(shù)參數(shù)c和d分別表示壓縮輪數(shù)和終結(jié)輪數(shù)。壓縮輪與終結(jié)輪的輪函數(shù)相同，稱為SipRound。給定128位密鑰k(可能為空)和字節(jié)字符串m，SipHash-c-d返回64位值SipHash-c-d(k, m)。
初始化階段
4個(gè)64位的內(nèi)部狀態(tài)字v_1,v_2,v_3,v_4初始化為：
v0=k0⊕736f6d6570736575
v1=k1⊕646f72616e646f6d
v2=k0⊕6c7967656e657261
v3=k1⊕7465646279746573
其中k0和k1是密鑰k小端編碼的64位字，初始狀態(tài)的常數(shù)對(duì)應(yīng)于大端編碼的ASCII字符串“Somepseudorandomlygeneratedbytes”。
壓縮輪
SipHash-c-d通過(guò)將b字節(jié)的字符串m解析為w=?(b+1)/8?>0個(gè)64位的小端編碼字m_0,m_1,?,m_(w-1)，來(lái)處理b字節(jié)字符串m。
注意：m_(w-1)包括m的一些比特、“0”字符串，以及一個(gè)用來(lái)表示b mod 256的字節(jié)。
- 壓縮輪的SipRound運(yùn)算之前，計(jì)算：v3⊕=mi
- 進(jìn)行c輪SipRound運(yùn)算；
- 然后計(jì)算：v0⊕=mi
終結(jié)輪
- 終結(jié)輪的SipRound運(yùn)算之前，計(jì)算：v2⊕=ff
- 進(jìn)行d輪SipRound運(yùn)算。
SipHash-2-4算法步驟圖示如下：
SipHash算法的特點(diǎn)
SipHash的哈希值長(zhǎng)度為64位或128位，哈希值越長(zhǎng)，哈希值碰撞率就越低。
根據(jù) SipHash的設(shè)計(jì)，使用不同的密鑰可以產(chǎn)生不同的哈希值，這可以有效地減少哈希值碰撞的風(fēng)險(xiǎn)。
在常規(guī)的哈希表應(yīng)用中，SipHash64位哈希值的碰撞率通常被認(rèn)為是非常低的，即使對(duì)于大型哈希表，也不太可能出現(xiàn)碰撞。
SipHash 在抗生日攻擊方面具有較高的安全性，可以在很大程度上減少哈希碰撞的風(fēng)險(xiǎn)。
總的來(lái)說(shuō)，SipHash是一種安全、可靠的哈希算法，具有較低的哈希值碰撞率，特別是在使用不同密鑰的情況下。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，可以使用SipHash來(lái)保證數(shù)據(jù)的完整性和安全性。
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