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Appendix B. Supporting Techniques (支持技术)

本附录包含本文档中使用的支持技术的规范,包括哈希函数和掩码生成函数.

B.1. Hash Functions (哈希函数)​

哈希函数用于将任意长度的消息映射到固定长度的输出. 本文档的方案中使用的哈希函数应满足以下属性:

  1. 抗原像性 (Preimage Resistance): 给定哈希值h,在计算上不可行找到消息m使得Hash(m) = h
  2. 抗第二原像性 (Second Preimage Resistance): 给定消息m1,在计算上不可行找到不同的消息m2使得Hash(m1) = Hash(m2)
  3. 抗碰撞性 (Collision Resistance): 在计算上不可行找到任意两个不同的消息m1和m2使得Hash(m1) = Hash(m2)

推荐的哈希函数​

本文档推荐使用以下哈希函数:

哈希函数输出长度(比特)输出长度(字节)状态
SHA-116020⚠️ 已废弃(仅向后兼容)
SHA-25625632✅ 推荐
SHA-38438448✅ 推荐
SHA-51251264✅ 推荐
SHA-512/22422428✅ 可用
SHA-512/25625632✅ 可用

哈希函数的ASN.1标识​

SHA-256的算法标识符:

id-sha256 OBJECT IDENTIFIER ::= {
    joint-iso-itu-t(2) country(16) us(840) organization(1)
    gov(101) csor(3) nistalgorithm(4) hashalgs(2) 1
}

SHA-384的算法标识符:

id-sha384 OBJECT IDENTIFIER ::= {
    joint-iso-itu-t(2) country(16) us(840) organization(1)
    gov(101) csor(3) nistalgorithm(4) hashalgs(2) 2
}

SHA-512的算法标识符:

id-sha512 OBJECT IDENTIFIER ::= {
    joint-iso-itu-t(2) country(16) us(840) organization(1)
    gov(101) csor(3) nistalgorithm(4) hashalgs(2) 3
}

B.2. Mask Generation Functions (掩码生成函数)​

掩码生成函数 (Mask Generation Function, MGF) 接受可变长度的八位字节串和所需的输出长度作为输入,生成指定长度的输出八位字节串. 掩码生成函数可能基于哈希函数或其他函数.

掩码生成函数的主要用途是在填充方案中生成随机外观的数据.

B.2.1. MGF1​

MGF1是一种基于哈希函数的掩码生成函数. MGF1 (mgfSeed, maskLen)接受一个可变长度的种子和所需的掩码长度作为输入,并输出指定长度的掩码.

MGF1 (mgfSeed, maskLen)

输入 (Input)​

mgfSeed     掩码生成种子,长度为任意的八位字节串
maskLen     预期掩码的长度(以八位字节为单位)

输出 (Output)​

mask        长度为maskLen的掩码,八位字节串

错误 (Error)​

"mask too long" (掩码过长)

步骤 (Steps)​

  1. 如果maskLen > 2^32 * hLen,输出 "mask too long" 并停止.

  2. 令T为空八位字节串.

  3. 对于从0到⌈maskLen / hLen⌉ - 1的计数器C:

    • 将计数器C转换为长度为4的八位字节串C: C = I2OSP(C, 4)
    • 连接mgfSeed和C的哈希值到T: T = T || Hash(mgfSeed || C)

  4. 输出T的前maskLen个八位字节作为掩码.

MGF1选项 (MGF1 Options)

MGF1的默认哈希函数是SHA-1. 对于新应用,推荐使用SHA-256或更高的哈希函数.

MGF1与SHA-256的ASN.1标识:

id-mgf1 OBJECT IDENTIFIER ::= { pkcs-1 8 }

-- MGF1的参数是使用的哈希函数
AlgorithmIdentifier { ALGORITHM:IOSet } ::= SEQUENCE {
    algorithm   ALGORITHM.&id({IOSet}),
    parameters  ALGORITHM.&Type({IOSet}{@algorithm}) OPTIONAL
}

MGF的安全考虑​

在随机预言模型下,如果基础哈希函数表现良好,MGF1的输出在计算上与真正的随机串不可区分. 这使得MGF1适合在OAEP和PSS等方案中使用.

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