Secure Hash Algorithm

百度 “机器人工程”专业大热的背后，是人工智能行业的持续发展。

Secure Hash Algorithm（セキュアハッシュアルゴリズム）、略称SHAは、一群の関連した暗号学的ハッシュ関数であり、アメリカ国立標準技術研究所（NIST）によって標準のハッシュ関数Secure Hash Standardに指定されている。

概要

（2017年現在）SHA-0、SHA-1、SHA-2、SHA-3の4種類（ないし、SHA-0はSHA-1に含めて3種類）に大別される。SHA-2まではMD5などと同じ Merkle–Damg?rd construction（en:Merkle–Damg?rd construction）のバリエーションと言える構造だが、SHA-3 は全く別の構造となっている。SHA-2 以降はハッシュサイズを大きくしたバリエーションが用意されており、SHA-2には、SHA-224、SHA-256、SHA-384、SHA-512、SHA-512/224、SHA-512/256 があり、SHA-3には、SHA3-224、SHA3-256、SHA3-384、SHA3-512、SHAKE128、SHAKE256 がある。

SHA-1、SHA-256、SHA-384、SHA-512は2002年8月のFIPS Publication 180-2の初版に含まれている。SHA-224はChange Notice 1として、2004年2月に同規格に追加された。SHA-512/224、SHA-512/256は2012年のFIPS 180-4で追加された。

SHA-3については、2015年8月にNISTがSecure Hash Standard (SHS) とは独立した標準としてSHA-3を含むFIPS 202を発行した^[1]。

SHA-0およびSHA-1が最も古く、（さらにそれ以前のMD5を置き換えて）以前はTLS、SSL、PGP、SSH、S/MIME、IPSecなど、さまざまなアプリケーションソフトウェアやプロトコルに採用されていたが、2004年のCRYPTO2004におけるXiaoyun Wang（王小雲）らの発表以降、広く知られるようになった研究の進展により、2017年2月には実際に衝突攻撃の成功が示されている。よって、2017年初頭の段階でこれらを情報セキュリティの目的で使用しているのは無謀である。

SHA-2までは国家安全保障局 (NSA) によって開発された。

1993年に発表された最初のものは、公式には単にSHAと呼ばれていた。しかし現在は、その後のものと区別するためにもっぱらSHA-0と呼ばれている。1995年に弱点を修正したSHA-1が発表された。

SHA-2は、Merkle–Damg?rd construction を採用している点は同じだが、SHA-1 とは異なり、2020年の時点で有望な攻撃法は発表されていない。2001年に発行されたのは SHA-224、SHA-256、SHA-384、SHA-512という4種類のバリエーションで、2012年には SHA-512/224、SHA-512/256 も加えられた。

SHA-3は、これまでのものとは異なりアメリカ国立標準技術研究所 (NIST) による公募によるもので、Keccakが新しいハッシュ関数として選出された。前述のCRYPTO2004によってMerkle–Damg?rd constructionそのものが不安視されたことから別の構造を採用しているが、前述のようにSHA-2への攻撃は進展しなかったため、SHA-3の普及はほとんど進んでいない。

MD4とMD5は、前述のCRYPTO2004によって衝突の実例が示された。SHA-0はそれらより強いことが期待されていたハッシュ関数であったが、同様に衝突の実例が示された。SHA-1は修正版であるため、それらよりは強かったものの有効な攻撃法の研究が2004年から発展し、2017年には衝突の実例が示された。

SHA-0

→詳細は「SHA-1 § SHA-0」を参照

SHA-0はSHAシリーズの最初の規格である。発表から間もなくして欠点が発見された。ハッシュ値の長さは、160ビット。

SHA-1

→詳細は「SHA-1」を参照

SHA-0の欠点を修正した。SHA-1のハッシュ値の長さは、SHA-0と同じく160ビット。

2017年に、衝突攻撃の成功と実例が報告された^[2]。

SHA-2

→詳細は「SHA-2」を参照

SHA-1を改良し、また、出力されるハッシュ値の長さも長くしたものがSHA-2である。

SHA-256、SHA-512は、それぞれ32ビット、64ビットのワードサイズを持ち、出力されるハッシュ値の長さは256ビット、512ビットである。SHA-224、SHA-384はそれぞれSHA-256、SHA-512を切り詰めたものであり、ワードサイズはそれぞれ32ビット、64ビット、出力長はそれぞれ224ビット、384ビットである。SHA-512/224、SHA-512/256はSHA-512を切り詰めたものであり、ワードサイズは64ビット、出力長はそれぞれ224ビット、256ビットである。

SHA-3

→詳細は「SHA-3」を参照

SHA-3としてKeccakが、アメリカ国立標準技術研究所 (NIST) による公募において、2025-08-07に選出された^[3]。2015年8月に、正式版が発行された。これまでのSHAの Merkle–Damg?rd construction（en:Merkle–Damg?rd construction）とは異なり、ハッシュ値よりも大きな内部状態を持ち、ハッシュ値はその内部状態から「絞り出される」という、「スポンジ構造」を採用している。

SHAシリーズでは初めて開発に国家安全保障局 (NSA) が関わっていない。

SHA-3は64ビットのワードサイズを持ち、出力されるハッシュ値の長さは224ビット、256ビット、384ビット、512ビットの4種類、もしくは可変長（SHAKE128、SHAKE256 の2種類が選択可能）である。

比較

暗号学的ハッシュ関数の比較 [編集]
アルゴリズムとバリエーション		出力長 (bits)	内部状態長 (bits)	ブロック長 (bits)	最大メッセージ長 (bits)	ラウンド数	ビット演算	セキュリティ強度 (bits)	パフォーマンスの例^[5] (MiB/s)
MD5		128	128 (4 × 32)	512	2⁶⁴ ? 1	64	And, Xor, Rot, Add (mod 2³²), Or	<64（強衝突）	335
SHA-0		160	160 (5 × 32)	512	2⁶⁴ ? 1	80	And, Xor, Rot, Add (mod 2³²), Or	<80（強衝突）	-
SHA-1		160	160 (5 × 32)	512	2⁶⁴ ? 1	80	And, Xor, Rot, Add (mod 2³²), Or	<63 (衝突発見^[6])	192
SHA-2	SHA-224 SHA-256	224 256	256 (8 × 32)	512	2⁶⁴ ? 1	64	And, Xor, Rot, Add (mod 2³²), Or, Shr	112 128	139
SHA-2	SHA-384 SHA-512 SHA-512/224 SHA-512/256	384 512 224 256	512 (8 × 64)	1024	2¹²⁸ ? 1	80	And, Xor, Rot, Add (mod 2⁶⁴), Or, Shr	192 256 112 128	154
SHA-3	SHA3-224 SHA3-256 SHA3-384 SHA3-512	224 256 384 512	1600 (5 × 5 × 64)	1152 1088 832 576	制限なし^[7]	24^[8]	And, Xor, Rot, Not	112 128 192 256	-
SHA-3	SHAKE128 SHAKE256	d（可変長） d（可変長）	1600 (5 × 5 × 64)	1344 1088	制限なし^[7]	24^[8]	And, Xor, Rot, Not	d/2と128のいずれか小さい方 d/2と256のいずれか小さい方	-

脚注

^ “SHA-3 Standardization”. Computer Security Division - Computer Security Resource Center. NIST. 2025-08-07閲覧。
^ SHAttered
^ “NIST Selects Winner of Secure Hash Algorithm (SHA-3) Competition”. NIST. 2025-08-07閲覧。
^ “Crypto++ 5.6.0 Benchmarks”. 2025-08-07閲覧。
^ AMD Opteron 8354 2.2 GHzプロセッサと64ビット版Linuxによる計測^[4]
^ “Announcing the first SHA1 collision”. 2025-08-07閲覧。
^ “The Sponge Functions Corner”. 2025-08-07閲覧。
^ “The Keccak sponge function family”. 2025-08-07閲覧。

外部リンク

FIPS PUB 180-1, SECURE HASH STANDARD
(PDF) FIPS PUB 180-2, SECURE HASH STANDARD
SHA-0、MD5、 MD4にコリジョン発見、reduced SHA-1もスラッシュドットジャパン
オンラインでSHA256ハッシュ関数ツール
オンラインでSHA512ハッシュ関数ツール
SHA1, SHA-256, SHA-384, SHA-512 Online Calculator Calculate SHA file hashes using an on-line web form.

[1] “SHA-3 Standardization”. Computer Security Division - Computer Security Resource Center. NIST. 2025-08-07閲覧。

[2] SHAttered

[3] “NIST Selects Winner of Secure Hash Algorithm (SHA-3) Competition”. NIST. 2025-08-07閲覧。

[4] “Crypto++ 5.6.0 Benchmarks”. 2025-08-07閲覧。

[5] AMD Opteron 8354 2.2 GHzプロセッサと64ビット版Linuxによる計測^[4]

[6] “Announcing the first SHA1 collision”. 2025-08-07閲覧。

[7] “The Sponge Functions Corner”. 2025-08-07閲覧。

[8] “The Keccak sponge function family”. 2025-08-07閲覧。

[1]

[2]

[3]

[5]

[6]

[7]

[8]

[4]

乙肝五项45阳性是什么意思	西洋参有什么作用和功效	榴莲是什么味道	0r是什么意思	血肌酐高吃什么食物
炖羊肉放什么	掌中宝是什么东西	血压低容易得什么病	有且仅有什么意思	40岁适合什么工作
rh阳性是什么意思	我国的国花是什么花	冲正什么意思	减肥吃什么药好	ab型血可以接受什么血型
且行且珍惜什么意思	财评是什么意思	男性阴虱用什么药最好	闭锁是什么意思	鸟吃什么食物

更年期出汗吃什么药好hcv9jop0ns1r.cn	视黄醇结合蛋白是什么hcv9jop7ns9r.cn	1994年出生属什么hcv7jop9ns2r.cn	什么危不什么hcv9jop5ns0r.cn	轮状胎盘是什么意思hcv8jop7ns7r.cn
散光有什么症状hcv9jop5ns1r.cn	什么水果寒凉性hcv8jop3ns2r.cn	15度穿什么hcv9jop4ns6r.cn	鳞状上皮内高度病变什么意思sanhestory.com	九月十四号是什么星座hcv7jop9ns5r.cn
赵本山什么时候死的hcv8jop0ns4r.cn	满天星的花语是什么hcv8jop5ns6r.cn	什么叫克隆hcv8jop3ns7r.cn	hvp是什么病毒hcv9jop2ns7r.cn	有什么好看的古装剧hcv9jop5ns5r.cn
5.19是什么星座hcv8jop7ns7r.cn	动情是什么意思huizhijixie.com	婚姻宫是什么意思mmeoe.com	自言自语什么意思hcv9jop6ns8r.cn	出生证明有什么用hcv8jop4ns7r.cn

安徽省人民政府关于促进经济平稳健康发展意见

概要

SHA-0

SHA-1

SHA-2

SHA-3

比較

関連項目

脚注

外部リンク