A Study on Stream-Cipher-Based Hash Functions

摘要

Hash functions using stream ciphers as components perform fast on a variety of platforms. However, stream-cipher-based hash functions (SCHs) have not been studied sufficiently yet. In this paper, we present a model of SCHs consisting of two parts: a pre-computation phase and a stream cipher phase. We apply this model to existing broken SCHs, Abacus and Boole, and analyze the vulnerabilities corresponding to existing attacks for each part of our model. By applying our model to these algorithms, weak parts in the algorithms are revealed, and we show that these vulnerabilities can be removed by minor modifications to each part. Furthermore, we clarify the requirements for the pre-computation phase and the stream cipher phase to realize secure SCHs.%ストリーム暗号を構成要素としたハッシュ関数（Stream-Cipher-based Hash function，SCH）は，高速なハッシュ生成処理を可能とする．しかしながら，SCHの安全性に関する検証は十分に行われていない．そこで本論文では，「事前処理」と「ストリーム暗号」の二つの構成要素から成るSCHのモデル化を提案し，安全性の検討を行う．脆弱性を含む既存のSCH（AbacusおよびBoole）にモデルを適用し，解析を行うことで，脆弱性を持つ構成要素を明らかにする．さらに，脆弱な構成要素に変更を加えることで，既存の攻撃に対して安全性を向上できることを示す．本検討より，安全なSCHを構成するための構成要素の必要条件を導出する．