SHA-3(Secure Hash Algorithm-3)过程简述

        本文为对结城浩所著 《图解密码技术》一书中论述的SHA-3在2012年确定的标准算法Keccak用更简洁的方式描述下，力求让无专业数学的朋友们也能了解算法过程。

       

图（一）

（图一）Keccak过程：将需要Hash运算的消息补全并分为r个bit的最小整数倍个输入分组；用全0的r个bit与输入分组进行XOR异或操作，再补充c个干扰bit一起输入函数f( )中进行运算；运算结果继续与后续分组进行同样处理。在输入分组处理完后形成输出分组，根据需要的Hash散列结果长度再通过函数f( )获得多个输出分组。

图（二）

（图三）至（图七）为函数f( )算法。算法基本思想是用小正方体组成的长方体去装载b个bit，每个小正方体里装载一位bit。函数要对所装载的这些bit循环处理24轮，每轮5个步骤。

       

图（三）

图（三）第一步骤：在（X，Y）切面，对每个bit，用与该点位置不同的两列各自5个bit异或相加后，再与改bit异或运算。

图（四）

图（四）第二步骤：各（Y，Z）切面中所有bit，沿Z轴进行平行移动。

图（五）

图（五）第三步骤：在（X，Y）切面，对所有bit进行移位互换。

图（六）

图（六）第四步骤：对与X轴平行的每一行，将每一bit与另外两个bit计算结果再进行异或操作，得到新的行。

图（七）

（图七）第五步骤：亦即每轮最后，用一串常数对与Z轴平行的每道的所有bit进行异或操作。