如何面對最強算法MD5被破譯
發(fā)布日期:2022-01-13 09:25 | 文章來源:腳本之家
一、MD5是何方神圣?
所謂MD5,即"Message-Digest Algorithm 5(信息-摘要算法)",它由MD2、MD3、MD4發(fā)展而來的一種單向函數算法(也就是HASH算法),它是國際著名的公鑰加密算法標準RSA的第一設計者R.Rivest于上個世紀90年代初開發(fā)出來的。MD5的最大作用在于,將不同格式的大容量文件信息在用數字簽名軟件來簽署私人密鑰前"壓縮"成一種保密的格式,關鍵之處在于——這種"壓縮"是不可逆的。
為了讓讀者朋友對MD5的應用有個直觀的認識,筆者以一個比方和一個實例來簡要描述一下其工作過程:
大家都知道,地球上任何人都有自己獨一無二的指紋,這常常成為公安機關鑒別罪犯身份最值得信賴的方法;與之類似,MD5就可以為任何文件(不管其大小、格式、數量)產生一個同樣獨一無二的"數字指紋",如果任何人對文件做了任何改動,其MD5值也就是對應的"數字指紋"都會發(fā)生變化。
我們常常在某些軟件下載站點的某軟件信息中看到其MD5值,它的作用就在于我們可以在下載該軟件后,對下載回來的文件用專門的軟件(如Windows MD5 Check等)做一次MD5校驗,以確保我們獲得的文件與該站點提供的文件為同一文件。利用MD5算法來進行文件校驗的方案被大量應用到軟件下載站、論壇數據庫、系統(tǒng)文件安全等方面。 筆者上面提到的例子只是MD5的一個基本應用,實際上MD5還被用于加密解密技術上,如Unix、各類BSD系統(tǒng)登錄密碼(在MD5誕生前采用的是DES加密算法,后因MD5安全性更高,DES被淘汰)、通信信息加密(如大家熟悉的即時通信軟件MyIM)、數字簽名等諸多方面。
二、MD5的消亡之路
實際上,從MD5誕生之日起,來自美國名為Van Oorschot和Wiener的兩位密碼學專家就發(fā)現了一個暴力搜尋沖突的函數,并預算出"使用一個專門用來搜索MD5沖突的機器可以平均每24天就找到一個沖突"。不過由于該方案僅僅從理論上證明了MD5的不安全性,且實現的代價及其夸張(當時要制造這種專門的計算機,成本需要100萬美元),于是MD5自其誕生十多年來一直未有新版本或者被其它算法徹底取代。
在接下來的日子里,有關MD5的破譯又誕生了"野蠻攻擊",也就是用"窮舉法"從所有可能產生的結果中找到被MD5加密的原始明文,不過由于MD5采用128位加密方法,即使一臺機器每秒嘗試10億條明文,那么要破譯出原始明文大概需要10的22次方年,而一款名為"MD5爆破工具"的軟件,每秒進行的運算僅僅為2萬次!
經過無數MD5算法研究專家的努力,先后又誕生了"生日攻擊"、"微分攻擊"等多種破譯方法(相關信息大家可以參考研究成果,大大推進了md5算法消亡的進程。盡管在研究報告中并沒有提及具體的實現方法,我們可以認為,md5被徹底攻破已經掃除了技術上的障礙,剩下的僅僅是時間和精力上的問題。/" target=_blank>http://www.md5crk.com)。此次山東大學幾位教授的最新研究成果,大大推進了MD5算法消亡的進程。盡管在研究報告中并沒有提及具體的實現方法,我們可以認為,MD5被徹底攻破已經掃除了技術上的障礙,剩下的僅僅是時間和精力上的問題。
三、MD5完蛋了,放在銀行的存款還安全嗎?
由于MD5應用極其廣泛,即使是在銀行數字簽名證書中,它依然占據著比較重要的地位,此次MD5被成ζ埔氳男攣湃貌簧儼幻魎?緣娜爍械?恐懼",認為這是對整個密碼界的徹底顛覆,甚至有人開始擔心"自己放在銀行或者網絡銀行賬戶中的存款也有被盜取的可能"。
其實這種憂慮完全是杞人憂天,以目前主流的網絡銀行的加密技術為例,它們都構建于PKI(Pubic Key Infrastructure,公鑰加密技術)平臺之上,與公鑰成對的私鑰只掌握在與之通信的另一方,這一"信任關系"是通過公鑰證書來實現的。PKI的整個安全體系由加密、數字簽名、數據完整性機制等技術來共同保障,其密碼算法包括對稱密碼算法(如DES、3DES)、公開密鑰密碼算法(如ECC、RSA),即使在同樣有應用的HASH算法方面,目前網絡銀行所采用的大多是SHA-1算法,該算法與MD5的128位加密相比,使用了160位加密方式,比MD5安全性高不少。
其實,就目前網絡銀行的安全隱患來看,更多的是來自客戶接入端(如Web入口),而非銀行的加密技術本身。
四、MD5的繼承者們
"天下沒有不透風的墻",實際上任何一種算法都會有其漏洞,即使是目前大行其道的MD5和SHA-1,當對漏洞的研究發(fā)展到其能夠被有效利用時,則標志著該算法滅亡的時候到了。所謂"天下無不散之筵席",MD5逐漸退出歷史舞臺后,下一個接任者又會是誰呢?
實際上,長期以來,密碼界一直在致力于對新加密算法的研究,而且在高度機密的安全領域,所采用的加密算法也絕非MD5,各國政府、各大公司都在研究擁有獨立技術的加密算法,其中比較出色的代表有SHA-1、SHA-224等。此次MD5破譯報告發(fā)表后,美國國家技術與標準局(NIST)表示,鑒于MD5被破譯以及SHA-1漏洞被發(fā)現,他們將逐漸放棄目前使用的SHA-1,于2010年前逐步推廣更安全的SHA-224、SHA-256、SHA-384和SHA-512。這些算法與MD5的128位加密相比,加密位數和安全性能都提高了很多倍。
盡管MD5被淘汰已經成為必然,不過鑒于它開源以及免費的特性,而且目前還沒有真正有效的快速破解方法,因此它還將繼續(xù)在歷史舞臺活躍一段時間。
所謂MD5,即"Message-Digest Algorithm 5(信息-摘要算法)",它由MD2、MD3、MD4發(fā)展而來的一種單向函數算法(也就是HASH算法),它是國際著名的公鑰加密算法標準RSA的第一設計者R.Rivest于上個世紀90年代初開發(fā)出來的。MD5的最大作用在于,將不同格式的大容量文件信息在用數字簽名軟件來簽署私人密鑰前"壓縮"成一種保密的格式,關鍵之處在于——這種"壓縮"是不可逆的。
為了讓讀者朋友對MD5的應用有個直觀的認識,筆者以一個比方和一個實例來簡要描述一下其工作過程:
大家都知道,地球上任何人都有自己獨一無二的指紋,這常常成為公安機關鑒別罪犯身份最值得信賴的方法;與之類似,MD5就可以為任何文件(不管其大小、格式、數量)產生一個同樣獨一無二的"數字指紋",如果任何人對文件做了任何改動,其MD5值也就是對應的"數字指紋"都會發(fā)生變化。
我們常常在某些軟件下載站點的某軟件信息中看到其MD5值,它的作用就在于我們可以在下載該軟件后,對下載回來的文件用專門的軟件(如Windows MD5 Check等)做一次MD5校驗,以確保我們獲得的文件與該站點提供的文件為同一文件。利用MD5算法來進行文件校驗的方案被大量應用到軟件下載站、論壇數據庫、系統(tǒng)文件安全等方面。 筆者上面提到的例子只是MD5的一個基本應用,實際上MD5還被用于加密解密技術上,如Unix、各類BSD系統(tǒng)登錄密碼(在MD5誕生前采用的是DES加密算法,后因MD5安全性更高,DES被淘汰)、通信信息加密(如大家熟悉的即時通信軟件MyIM)、數字簽名等諸多方面。
二、MD5的消亡之路
實際上,從MD5誕生之日起,來自美國名為Van Oorschot和Wiener的兩位密碼學專家就發(fā)現了一個暴力搜尋沖突的函數,并預算出"使用一個專門用來搜索MD5沖突的機器可以平均每24天就找到一個沖突"。不過由于該方案僅僅從理論上證明了MD5的不安全性,且實現的代價及其夸張(當時要制造這種專門的計算機,成本需要100萬美元),于是MD5自其誕生十多年來一直未有新版本或者被其它算法徹底取代。
在接下來的日子里,有關MD5的破譯又誕生了"野蠻攻擊",也就是用"窮舉法"從所有可能產生的結果中找到被MD5加密的原始明文,不過由于MD5采用128位加密方法,即使一臺機器每秒嘗試10億條明文,那么要破譯出原始明文大概需要10的22次方年,而一款名為"MD5爆破工具"的軟件,每秒進行的運算僅僅為2萬次!
經過無數MD5算法研究專家的努力,先后又誕生了"生日攻擊"、"微分攻擊"等多種破譯方法(相關信息大家可以參考研究成果,大大推進了md5算法消亡的進程。盡管在研究報告中并沒有提及具體的實現方法,我們可以認為,md5被徹底攻破已經掃除了技術上的障礙,剩下的僅僅是時間和精力上的問題。/" target=_blank>http://www.md5crk.com)。此次山東大學幾位教授的最新研究成果,大大推進了MD5算法消亡的進程。盡管在研究報告中并沒有提及具體的實現方法,我們可以認為,MD5被徹底攻破已經掃除了技術上的障礙,剩下的僅僅是時間和精力上的問題。
三、MD5完蛋了,放在銀行的存款還安全嗎?
由于MD5應用極其廣泛,即使是在銀行數字簽名證書中,它依然占據著比較重要的地位,此次MD5被成ζ埔氳男攣湃貌簧儼幻魎?緣娜爍械?恐懼",認為這是對整個密碼界的徹底顛覆,甚至有人開始擔心"自己放在銀行或者網絡銀行賬戶中的存款也有被盜取的可能"。
其實這種憂慮完全是杞人憂天,以目前主流的網絡銀行的加密技術為例,它們都構建于PKI(Pubic Key Infrastructure,公鑰加密技術)平臺之上,與公鑰成對的私鑰只掌握在與之通信的另一方,這一"信任關系"是通過公鑰證書來實現的。PKI的整個安全體系由加密、數字簽名、數據完整性機制等技術來共同保障,其密碼算法包括對稱密碼算法(如DES、3DES)、公開密鑰密碼算法(如ECC、RSA),即使在同樣有應用的HASH算法方面,目前網絡銀行所采用的大多是SHA-1算法,該算法與MD5的128位加密相比,使用了160位加密方式,比MD5安全性高不少。
其實,就目前網絡銀行的安全隱患來看,更多的是來自客戶接入端(如Web入口),而非銀行的加密技術本身。
四、MD5的繼承者們
"天下沒有不透風的墻",實際上任何一種算法都會有其漏洞,即使是目前大行其道的MD5和SHA-1,當對漏洞的研究發(fā)展到其能夠被有效利用時,則標志著該算法滅亡的時候到了。所謂"天下無不散之筵席",MD5逐漸退出歷史舞臺后,下一個接任者又會是誰呢?
實際上,長期以來,密碼界一直在致力于對新加密算法的研究,而且在高度機密的安全領域,所采用的加密算法也絕非MD5,各國政府、各大公司都在研究擁有獨立技術的加密算法,其中比較出色的代表有SHA-1、SHA-224等。此次MD5破譯報告發(fā)表后,美國國家技術與標準局(NIST)表示,鑒于MD5被破譯以及SHA-1漏洞被發(fā)現,他們將逐漸放棄目前使用的SHA-1,于2010年前逐步推廣更安全的SHA-224、SHA-256、SHA-384和SHA-512。這些算法與MD5的128位加密相比,加密位數和安全性能都提高了很多倍。
盡管MD5被淘汰已經成為必然,不過鑒于它開源以及免費的特性,而且目前還沒有真正有效的快速破解方法,因此它還將繼續(xù)在歷史舞臺活躍一段時間。
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