Secure Hash Algorithmとアメリカ国立標準技術研究所

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Secure Hash Algorithmとアメリカ国立標準技術研究所の違い

Secure Hash Algorithm vs. アメリカ国立標準技術研究所

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。. アメリカ国立標準技術研究所（アメリカこくりつひょうじゅんぎじゅつけんきゅうじょ、National Institute of Standards and Technology, NIST）は、アメリカ合衆国の国立の計量標準研究所であり、アメリカ合衆国商務省配下の技術部門であり非監督（non-regulatory ）機関である。1901年から1988年までは国立標準局 (National Bureau of Standards, NBS) と称していた。その公式任務は次の通り。 2007会計年度（2006年10月1日-2007年9月30日）の予算は約8億4330万ドルだった。2009年の予算は9億9200万ドルだが、アメリカ復興・再投資法の一部として6億1000万ドルを別に受け取っている。2013年現在、NISTには約3000人の科学者、工学者、技術者がいる（他にサポートスタッフと運営部門）。また、国内企業や海外から約2700人の科学者、工学者を受け入れている。さらに国内約400ヶ所の提携機関で1300人の製造技術の専門家やスタッフが関わっている。NISTの出版している Handbook 44 は「計測機器についての仕様、許容誤差、他の技術的要件」を提供している。.

SHA-1

SHA-1（シャーワン）は、Secure Hash Algorithmシリーズの暗号学的ハッシュ関数で、SHAの最初のバージョンであるSHA-0の弱点を修正したものである。National Security Agency（NSA）によって設計され、National Institute of Standards and Technology（NIST）によってFederal Information Processing Standard（FIPS） PUB 180-4として標準化されている。.

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SHA-2

SHA-2は、Secure Hash Algorithmシリーズの暗号学的ハッシュ関数で、SHA-1の改良版である。National Security Agency（NSA）によって設計され、2001年にNational Institute of Standards and Technology（NIST）によってFederal Information Processing Standard（FIPS） PUB 180-4として標準化された。.

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SHA-3

SHA-3は、元はKeccak (あるいは)として知られた暗号学的ハッシュ関数である。SHAシリーズの代替という目的からSHA-3という名があるが、SHA-2までの方式（:en:Merkle–Damgård construction）とは全く異なっているその内部構造的にはSHAシリーズではない。RadioGatúnを基にし、Guido Bertoni、Joan Daemen、Michaël Peeters、Gilles Van Asscheによって設計された。 2004年のCRYPTOにはじまる、MD5への攻撃成功の確認とSHA-1への攻撃の理論的確立という急速に進んだ在来の関数の危殆化を動機とした、アメリカ国立標準技術研究所(NIST)によるこれらに類似した構造を持たないハッシュ関数を求めたコンペティションによるものである。しかしその後、SHA-2への攻撃法の研究は進んだものの、2017年初頭時点では効率的な（有効な）攻撃法の報告はまだ無いことなどのため、結果としてSHA-2の代替の用意が重要ではなくなるなど、状況が変化している。（なおその一方でSHA-1については、2017年2月には衝突攻撃（強衝突耐性の突破）の成功が現実に示され、SHA-2への移行は2017年現在、喫緊の要求となっている） 2012年10月2日、Keccakがコンペティションの勝者として選ばれ、2015年8月5日に正式版が FIPS PUB 202 として公表された。 Keccakはスポンジ構造（sponge construction、参::en:Sponge function）を採用しており、メッセージのブロックは状態の初期ビットとのXORを取ったのちに後述のブロック置換が行われる。SHA-3で用いられているバージョンでは、状態は64ビットのワード長の5×5アレイから構成され、総計で1600ビットである。設計者によれば、KeccakはIntel Core 2で12.5 cycles per byteの速度が出ると主張しているKeccak implementation overview Version 3.2 http://keccak.noekeon.org/Keccak-implementation-3.2.pdf。また、ハードウェア実装では他のどの最終候補よりも高速であった。 Keccakの設計者は、認証付き暗号や特定のアーキテクチャにおいてより高速のハッシュ計算を実現する「木」構造のハッシュなど、標準化されていない関数の利用法を提唱している。Keccakでは、ワード長を2の冪で表現した w を1ビットにまで小さくすることも定義されている（全状態で25ビット）。小さい状態長は、暗号研究でのテストに有用であり、中間状態長（w.

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