密码工程学习笔记3散列和MAC

知识点归纳

最有收获的内容

原来除了HMAC，还有基于分组密码的CBC-MAC、CMAC和GMAC

CBC-MAC是一种将分组密码转换为MAC的经典方法。密钥K被用作分组密码的密钥：CBC-MAC所采用的方法是对消息也用CBC模式进行加密，而只保留密文的最后一个分组，其余全部丢弃。

GMAC的工作原理完全不同于CBC-MAC、CMAC以及HMAC。GMAC的认证函数有三个输入：密钥、待认证的消息、瞬时值，该瞬时值只使用一次。CBC-MAC , CMAC和 HMAC的算法中都没有使用瞬时值作为输入。如果使用密钥和瞬时值对消息进行MAC运算，接收者也需知道这个瞬时值，所以需要发送者通过某种方式将瞬时值发送给接收者。瞬时值也可以是隐含的，如发送者和接收者都维护的包计数器。

建议选择HMAC-SHA-256

遇到的问题与解决过程

不是很明白Horton原则。

Horton原则：消息认证是认证消息的含义，而不是消息本身。

MAC仅仅对字节串进行认证，而Alice和Bob想对具有特定含义的消息进行认证，字节串（发送的字节）和字节串的含义（对消息的理解）这两者的差别是很重要的。

但是所有的消息到底层都是字节串啊，都要被MAC保护啊，字节串的含义不是应该由上层应用去解释吗？

多读了几遍，发现他说的意思可能是，如果有选择得用MAC去保护消息，那就不仅仅要保护消息的数据部分，还要保护“数据怎么解释的部分”，如果数据的解释方法也需要被当做数据传输的话。

实践内容

使用OpenSSL实现计算文件的SM3哈希值

顺带支持MD5和SHA-2系列

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <openssl/evp.h>

#define SM3_DIGEST_LENGTH 32
#define MAX_DIGEST_LENGTH 64

int SM3_digest(const char *algorithms,const char *infile,const char *outfile){
	FILE *fp1 = fopen(infile,"rb");
	FILE *fp2 = fopen(outfile,"wb");
	if(fp1==NULL || fp2==NULL){
		return 1;
	}

	EVP_MD_CTX *evpCtx = EVP_MD_CTX_new();
	const EVP_MD *md = EVP_get_digestbyname(algorithms);
	if(md==NULL){
		return 2;
	}
    EVP_DigestInit_ex(evpCtx,md, NULL);
    
    unsigned char inbuf[1024] = {0};
    int inlen = 0;
	while((inlen = fread(inbuf,1,sizeof(inbuf),fp1))){
		EVP_DigestUpdate(evpCtx,inbuf,inlen);
	}    

	unsigned char result[MAX_DIGEST_LENGTH] = {0};
	int result_len=0;
    EVP_DigestFinal_ex(evpCtx, result, &result_len);

	fwrite(result,1,result_len,fp2);
	fflush(fp2);
	
	fclose(fp1);
	fclose(fp2); 
	EVP_MD_CTX_free(evpCtx);
	return 0;
} 

int main(int argc,const char* argv[]){
	int r = SM3_digest(argv[1],argv[2],argv[3]);
	if(r==1){
		printf("unknown file %s\n",argv[2]);
		printf("usage: ./a.out sm3 infile outfile");
	}else if(r==2){
		printf("unknown algorithms %s\n",argv[1]);
		printf("usage: ./a.out sm3 infile outfile");
		printf("support : SM3 | SHA256 | SHA512 | SHA224 | SHA384 | MD5\n");
	}
	return 0;	
}