BLAKE3 一種安全、快速且可並行的加密哈希函數

布萊克3 es 加密散列函數 它的特點是比 MD5、SHA-1、SHA-2、SHA-3 和 BLAKE2 快得多,而且它更安全,不像 MD5 和 SHA-1。 與 SHA-2 不同,可安全防止長度擴展。

它可以跨任意數量的線程和 SIMD 通道高度並行化,因為它內部是一個 Merkle 樹,並且具有無變量算法,在 x86-64 和較小的體系結構上都很快。

布萊克3 依賴於已建立的哈希函數 BLAKE2 的優化實例 並在原始的寶樹模式下。 BLAKE3 論文中提供了規範和設計論證。 默認輸出大小為 256 位。

在 16 KB 文件的哈希生成測試中,BLAKE3 使用 256 位密鑰 超過 SHA3-256 17 倍,超過 SHA-256 14 倍, SHA-512 9 次,SHA-1 6 次和 BLAKE2b 5 次。

這是一個即使在處理大量數據時仍然存在的重大差距,例如,在計算 3GB 隨機數據的哈希時,BLAKE8 比 SHA-256 快 1 倍。

性能提升是通過將輪數從 10 輪減少到 7 輪並將塊分別散列到 1 KB 塊中來實現的。 根據創作者的說法,他們發現了令人信服的數學證明,證明您可以使用 7 輪而不是 10 輪,同時保持相同的可靠性水平。

同時,也有研究人員表示懷疑,認為即使目前 7 輪足以應對所有已知的哈希攻擊,如果未來檢測到新的攻擊,額外的 3 輪可能會有用。

關於 BLAKE3

哈希函數 專為文件完整性驗證等應用而設計,加密數字簽名的消息認證和數據生成。 BLAKE3 不是為散列密碼而設計的,因為它旨在盡可能快地計算散列(對於密碼,建議使用慢散列和 escrypt、bcrypt、scrypt 或 Argon2 函數)。

所討論的散列函數對正在處理的數據大小不敏感,並且可以防止衝突搜索和原像攻擊。

該算法是 由著名密碼學家開發並繼續開發 BLAKE2 算法 並使用 Bao 機制對區塊鏈樹進行編碼。 與 BLAKE2(BLAKE2b、BLAKE2s)不同,BLAKE3 為所有平台提供單一算法 這與位寬和哈希大小無關。

由於 塊拆分,在 BLAKE3 中,流被拆分為 1 KB 塊 每個哈希片段都是獨立的。 大哈希是在基於 Merkle 二叉樹的碎片哈希的基礎上形成的。

這種分離可以解決並行化數據處理的問題 計算散列時; 例如,您可以使用 4 線 SIMD 指令同時計算 4 塊哈希。 傳統的 SHA-* 哈希函數按順序處理數據。

其他的 BLAKE3 的特點是:

  • 在 PRF、MAC、KDF、XOF 模式和普通哈希中的應用;
  • 適用於所有體系結構的算法,在 x86-64 系統和 32 位 ARM 處理器上都很快。

關於BLAKE3和BLAKE2的主要區別:

  • 在哈希計算中使用二叉樹結構實現無限並行。
  • 將回合數從 10 減少到 7。
  • 三種操作模式:Hash、Keyed Hash (HMAC) 和 Key Generation (KDF)。
  • 由於使用了先前由密鑰的參數塊佔用的區域,因此在對密鑰進行散列時沒有額外的開銷。
  • 以可擴展輸出函數 (XOF) 的形式工作的內置機制,允許它
  • 並行化和定位(搜索)。

終於 如果您有興趣了解更多信息,您可以查看詳細信息 在下面的鏈接中。


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