The Hash Function BLAKE

این یک توضیح جامع از تابع هش رمزنگاری BLAKE، یکی از پنج رقیب نهایی در رقابت NIST SHA3، و BLAKE2، نسخه بهبودیافته محبوب در میان توسعه دهندگان است. نحوه طراحی BLAKE و چرایی توسعه BLAKE2 را توضیح می دهد و دستورالعمل هایی را در مورد پیاده سازی و استفاده از BLAKE با تمرکز بر پیاده سازی نرم افزار ارائه می دهد.

در دو فصل اول، نویسندگان مقدمه ای کوتاه برای هش رمزنگاری، رقابت SHA3 و BLAKE ارائه می دهند. آنها برنامه های هش رمزنگاری را بررسی می کنند، برخی مفاهیم اساسی مانند تعاریف امنیتی و روش های پیشرفته جستجوی برخورد را توصیف می کنند، و SHA1، SHA2 و SHA3 نهایی را ارائه می دهند. در فصل های بعدی، نویسندگان شرح کاملی از چهار نمونه BLAKE-256، BLAKE-512، BLAKE-224، و BLAKE-384 ارائه می دهند. آنها کاربردهای BLAKE را توصیف می کنند، از جمله هش کردن ساده با یا بدون نمک، و ساختارهای HMAC و PBKDF2. آن‌ها تکنیک‌های پیاده‌سازی، از سی‌سی قابل حمل و پایتون گرفته تا مونتاژ AVR و کدهای برداری را با استفاده از دستورالعمل‌های CPU SIMD بررسی می‌کنند. آنها ویژگی های BLAKE را با توجه به طراحی سخت افزار برای پیاده سازی در ASIC یا FPGA توصیف می کنند. آنها منطق طراحی BLAKE را به تفصیل توضیح می دهند، از الزامات NIST تا انتخاب پارامترهای داخلی. آنها ویژگی های امنیتی شناخته شده BLAKE را خلاصه می کنند و بهترین حملات را بر روی انواع کاهش یافته یا اصلاح شده توصیف می کنند. و BLAKE2، جانشین BLAKE را با انگیزه ها شروع کرده و جنبه های عملکردی و امنیتی آن را نیز پوشش می دهند. این کتاب با بردارهای آزمایشی دقیق، یک پیاده‌سازی سی قابل حمل مرجع BLAKE، و فهرستی از پیاده‌سازی نرم‌افزارهای شخص ثالث BLAKE و BLAKE2 به پایان می‌رسد.

این کتاب به سمت تمرین است. - مهندسی و صنعتگری - به جای تئوری. این برای توسعه دهندگان، مهندسان و متخصصان امنیتی که به طور کلی با BLAKE و هش رمزنگاری درگیر هستند، و برای محققان و دانشجویان رمزنگاری کاربردی که به یک مرجع تلفیقی و شرح مفصلی از فرآیند طراحی یا دستورالعمل هایی در مورد نحوه طراحی یک الگوریتم رمزنگاری نیاز دارند، مناسب است. .

This is a comprehensive description of the cryptographic hash function BLAKE, one of the five final contenders in the NIST SHA3 competition, and of BLAKE2, an improved version popular among developers. It describes how BLAKE was designed and why BLAKE2 was developed, and it offers guidelines on implementing and using BLAKE, with a focus on software implementation.

In the first two chapters, the authors offer a short introduction to cryptographic hashing, the SHA3 competition, and BLAKE. They review applications of cryptographic hashing, they describe some basic notions such as security definitions and state-of-the-art collision search methods, and they present SHA1, SHA2, and the SHA3 finalists. In the chapters that follow, the authors give a complete description of the four instances BLAKE-256, BLAKE-512, BLAKE-224, and BLAKE-384; they describe applications of BLAKE, including simple hashing with or without a salt, and HMAC and PBKDF2 constructions; they review implementation techniques, from portable C and Python to AVR assembly and vectorized code using SIMD CPU instructions; they describe BLAKE’s properties with respect to hardware design for implementation in ASICs or FPGAs; they explain BLAKE's design rationale in detail, from NIST’s requirements to the choice of internal parameters; they summarize the known security properties of BLAKE and describe the best attacks on reduced or modified variants; and they present BLAKE2, the successor of BLAKE, starting with motivations and also covering its performance and security aspects. The book concludes with detailed test vectors, a reference portable C implementation of BLAKE, and a list of third-party software implementations of BLAKE and BLAKE2.

The book is oriented towards practice – engineering and craftsmanship – rather than theory. It is suitable for developers, engineers, and security professionals engaged with BLAKE and cryptographic hashing in general, and for applied cryptography researchers and students who need a consolidated reference and a detailed description of the design process, or guidelines on how to design a cryptographic algorithm.