SHA-2

SHA-2 (Сигурносни алгоритам хеширања) је скуп криптографских хеш функција направљен од стране Националне Безбедносне Агенције (NSA). SHA је скраћеница за Сигурносни Алгоритам Хеширања. Криптографске хеш функције су математичке операције које се врше над дигиталним подацима; упоређивањем обрађеног "хеша" (резултата извршавања алгоритма) са познатом и очекиваном хеш вредношћу, можемо утврдити целовитост података. На пример, обрађивањем хеша скинутог фајла и упоређивањем резултата са претходно објављеном хеш вредношћу можемо утврдити да ли је фајл мењан или компромитован. Кључна одлика криптографске хеш функције је његова отпорност на сударање, тј. није могуће наћи два различита уноса који као резултат дају исту хеш вредност.

SHA-2 укључује значајне промене у односу на свог претходника SHA-1. SHA-2 породица се састоји од 6 хеш функција са обрадама (хеш вредностима) од 224, 256, 384 или 512 бита: SHA-224, SHA-256, SHA-384, SHA-512, SHA-512/224, SHA-512/256.

SHA-256 и SHA-512 су новије хеш функције обрађиване 32-битним односно 64-битним речима. Користе различите помераје и адитивне константе, али су им структуре осим тога скоро исте, разликују се само по броју рунди. SHA-224 и SHA-384 су једноставно окрњене верзије прва два, обрађене другим почетним вредностима. SHA-512/224 и SHA-512/256 су такође окрњене верзије SHA-512, али су почетне вредности генерисане методом прописаном Федералним Стандардом за Обраду Података (FIPS) PUB 180-4. SHA-2 је објављен 2001. год. од стране Националног Института за Стандарде и Технологију, америчког федералног стандарда (FIPS). SHA-2 породица алгоритама патентирана је под бројем 6829355. САД су ослободиле патент плаћања лиценце.

2005. год. појавио се алгоритам за проналажење судара SHA-1 алгоритма у око 2000 мање корака него до тада. Иако до данас није објављен ниједан пример судара код SHA-1 алгоритма, отпортност на сударе је мања од очекиване тако да се његово коришћење више не препоручује за послове који се ослањају на отпорност код судара, као на пример дигитални потпис. Иако је SHA-2 сличан SHA-1, напади никад нису успешно изведени.

Хеш стандард

One iteration in a SHA-2 family compression function. The blue components perform the following operations: $\operatorname {Ch} (E,F,G)=(E\land F)\oplus (\neg E\land G)$ $\operatorname {Ma} (A,B,C)=(A\land B)\oplus (A\land C)\oplus (B\land C)$ $\Sigma _{0}(A)=(A\!\ggg \!2)\oplus (A\!\ggg \!13)\oplus (A\!\ggg \!22)$ $\Sigma _{1}(E)=(E\!\ggg \!6)\oplus (E\!\ggg \!11)\oplus (E\!\ggg \!25)$
The bitwise rotation uses different constants for SHA-512. The given numbers are for SHA-256. The red $\color {red}\boxplus$ is addition modulo 2³².

Објављивањем FIPS PUB 180-2, NIST додаје три додатне 3 хеш функције SHA породици. Ти алгоритми су познати као SHA-2, названих по дужини обрадних речи (у битовима): SHA-256, SHA-384, и SHA-512. Алгоритми су прво објављени 2001. год. у FIPS PUB 180-2 и у то време су прихватане јавне критике и коментари. Августа 2002, FIPS PUB 180-2 постаје нови Стандард Сигурног Хеширања и тиме замењује дотадашњи FIPS PUB 180-1 објављен 1995. Унапређени стандард је садржао првобитни SHA-1 алгоритам, са унапређеном техничком документацијом у којој је детаљно описан начин рада алгоритама SHA-2 породице.

Фебрара 2004., објављена је промена FIPS PUB 180-2 описујући нову варијанту,SHA-224, који је дефинисан да се поклапа са дужином кључа двокључног Triple DES-а. Октобра 2008. стандард је ажуриран у објави FIPS PUB 180-3 додајући SHA-224 као стандард, без фундаменталних промена у стандарду. Основна мотивација за унапређењем стандарда, било је премештање безбедносних информација о хеш алгирмима и препорукама за њихово коришћење у специјалне публикације 800-107 и 800-57. Детаљан тест података и пример обраде порука су уклоњени из стандарда и сада су доступни у засебним документима.

Јануара 2011. NIST објављује SP800-131A, у ком описује прелазак са дотадашње минималне безбедности од 80 битова (SHA-1) које су државне институције користиле до 2013. на 112 битну беубедност (SHA-2) што постаје минимална и препоручена безбедност након тога.^[1]

Марта 2012. стандард је унапређен у објави FIPS PUB 180-4, тада су додате хеш функције SHA-512/224 и SHA-512/256 и опсиан је метод за генерисање почетних вредности за окрњене верзије SHA-512. Поред тога скинута је забрана допуњавања улазних података пре хеширања, што је дозвољавало да је хеш подаци рачунају истовремено када се генерише садржа, налик на пренос звука и видеа у реалном времену. Додавање финалног блока података мора да се заврши пре резултата хеширања.^[2] Јула 2012^[3]. NIST ревидира SP800-57, што пружа упутство за руковање криптографским кључевима. Ова публикација забрањује прављење дигиталних потписа који имају хеш безбедност мању од 112 бита након 2013. Претходна ревизија 2007. наводи да прелазак буде најкасније до краја 2010. Августа 2012. NIST проверава SP800-107 на исти начин.

Апликације

За више детаља на ову тему погледајте Cryptographic hash function § Applications.

SHA-2 хеш функција се користи у неким широко коришћеним сигурносним апликацијама и протоколима, као што су TLS, SSL, PGP, SSH, S/MIME и IPsec.

SHA-256 се користи као део процеса овере Debian GNU/Linux софтверских пакета^[4], као и у DKIM стандарду за потписивање порука; SHA-512 је део система за оверавање архивског видеа из Медђународног суда правде за геноцид у Руанди. SHA-256 и SHA-512 су препоручени за коришћење у DNSSEC.^[5] Јуникс и Линукс дистрибутери прелазе на коришћење 256битног и 512битног SHA-2 за сигурносно хеширање шифра.^[6]

Неколико криптовалута као на пример Биткоин, користе SHA-256 за оверавање трансакција и рачунање proof-of-work и proof-of-stake. Напредовањем ASIC SHA-2 убрзавајућих чипова, довело је до коришчења proof-of-work шема заснованих на шифровању.

SHA-1 и SHA-2 су сигурни хеш алгоритми неопходни у одређеним државним установа САД, укључујући коришћење других криптографских алгоритама и протокола, за заштиту осетљивих информација. FIPS PUB 180-1 такође охрабрује прихватање и коришћење SHA-1 од стране приватних и трговинских организација. SHA-1 се више не користи у већини државних установа; Национални институт за Стандарде и Технологију у САД, препоручује државним службама да престану коришћење SHA-1 за послове који захтевају отпорност на судар и да користе неки од SHA-2 породице хеш функција након 2010. год. ^[7] NISТова директива је требало да убрза престанак коришћења SHA-1.

Упркос бољој сигурности, функционалности SHA-2 нису брзо привхаћене. Разлог можда лежи у томе што је недостајала подршка за системе на којима је био Windows XP SP2 или нека старија верзија, ^[8] као и у чињеници да идаље није пронађен судар код SHA-1 . Google Chrome тим је најавио да ће њихови прегледачи престати са коришћењем SHA-1-зависних

TLS сетификата у периоду од краја 2014 до ране 2015.^[9]^[10]^[11]

Криптоанализа и овера

За хеш функције где L представља број бита у датој обрађеној поруци, наћи поруку која одговара датој необрађеној,може се одредити коришћењем”насилног“ алгоритма, односно “Brute force” алгоритма претрагому 2L израза. Ово се назива “preimage attack” и може, али и не мора бити ефикасно, у зависности од броја бита – L и од самог рачунарског окружења. Други критеријум јесте наћи две различите необрађене поруке које обрадом дају исти сегмент битова. Ово се назива колизија, и коришћењем такозваног “birthday attack” (криптографског напада), њихов број износи у просеку само 2L/2.

На неке апликације које користе криптографски хеш, као што је складиштење лозиник, колизија представља минималан проблем. Направити лозинку која одговара датом налогу захтева “preimage attack” , као и приступ хешу првобитне шифре, обично у shadow фајловима, што може, али опет и не мора бити једноставно. Чак ни безбедне хеш вредности лозинке не могу спречити да се, горе поменутим „насилним“ алгоритмом „нападну“ и открију неке не тако сигурне шифре.

У случајевима потписивања докумената, нападач не може просто лажирати потпис постојећег документа – нападач би морао да створи/напише два документа, један безазлен и један штетан и да онда натера или на неки начин учини да посредник приватног кључа потпише штетан документ. Постоје и ситуације у којима је могуће следеће: све до краја 2008. године, било је могуће креирати кривотворен SSL сертификат користећи MD5 колизију која је била прихваћена коришћењем интернет прегледача.

Повећавањем занимања за анализом криптографског хеша за време такмичења SHA3 довело је до новог напада на SHA-2 породицу. Једини практичан проблем јесте колизија, односно „колизиони напади“: ни један напад не указује на пуну хеш функцију.

На FSE 2012, истраживачи у Сонију су одржали презентацију указујући на то да псеудо-колизиони напади могу да се повећају чак на 52 рунди на SHA-256 и 57 рунди на SHA-512 користећи "biclique pseudo-preimage" напад.

Објављено у	Година	Метод напада	Напад	Врста	Рунда	Комплексност
Нови напад судара против SHA-2 до 24 корака^[12]	2008	Детерминистички	Судар	SHA-256	24/64	2^28.5
Нови напад судара против SHA-2 до 24 корака^[12]	2008	Детерминистички	Судар	SHA-512	24/80	2^32.5
Preimages за умањени број корака SHA-2^[13]	2009	Човек-у-средини (МИТМ)	Preimage	SHA-256	42/64	2^251.7
				SHA-256	43/64	2^254.9
				SHA-512	42/80	2^502.3
				SHA-512	46/80	2^511.5
Напредни човек-у-средини (МИТМ) preimage напад^[14]	2010	Човек-у-средини (МИТМ)	Preimage	SHA-256	42/64	2^248.4
Напредни човек-у-средини (МИТМ) preimage напад^[14]	2010	Човек-у-средини (МИТМ)	Preimage	SHA-512	42/80	2^494.6
Диференцијални напад вишег реда на редуковани SHA-256^[15]	2011	Диференцијал	Псеудо-судар	SHA-256	46/64	2¹⁷⁸
Диференцијални напад вишег реда на редуковани SHA-256^[15]	2011	Диференцијал	Псеудо-судар	SHA-256	46/64	2⁴⁶
Bicliques за Preimages: Напад на Skein-512 и SHA-2 фамилију^[16]	2011	Biclique	Preimage	SHA-256	45/64	2^255.5
			Preimage	SHA-512	50/80	2^511.5
			Псеудо-preimage	SHA-256	52/64	2²⁵⁵
			Псеудо-preimage	SHA-512	57/80	2⁵¹¹
Побољшање локалног судара: Нови напад на редуковани SHA-256^[17]	2013	Диференцијал	Судар	SHA-256	31/64	2^65.5
	2013	Диференцијал	Псеудо-судар	SHA-256	38/64	2³⁷
Хеористика гранања у диференцијалном судару Претрага апликацијама до SHA-512^[18]	2014	Хеористика диференцијала	Псеудо-судар	SHA-512	38/80	2^40.5
Анализа SHA-512/224 и SHA-512/256^[19]	2016	Диференцијал	Судар	SHA-256	28/64	практичан
			Судар	SHA-512	27/80	practical
			Псеудо-судар	SHA-512	39/80	practical

Званична овера

Имплементација свих сигурносних функција, одобрених од стране FIPS-а, може бити оверена кроз CMVP програгам, који заједнички воде Национални институт за Стандарде и Технологију (NIST) и Установа за безбедне комуникације (CSE).

Примери SHA-2 варијанти

Хеш вредности празних стрингова.

SHA224("")                                            0x d14a028c2a3a2bc9476102bb288234c415a2b01f828ea62ac5b3e42f
SHA256("")
0x e3b0c44298fc1c149afbf4c8996fb92427ae41e4649b934ca495991b7852b855
SHA384("")
0x 38b060a751ac96384cd9327eb1b1e36a21fdb71114be07434c0cc7bf63f6e1da274edebfe76f65fbd51ad2f14898b95b
SHA512("")
0x cf83e1357eefb8bdf1542850d66d8007d620e4050b5715dc83f4a921d36ce9ce47d0d13c5d85f2b0ff8318d2877eec2f63b931bd47417a81a538327af927da3e
SHA512/224("")
0x 6ed0dd02806fa89e25de060c19d3ac86cabb87d6a0ddd05c333b84f4
SHA512/256("")
0x c672b8d1ef56ed28ab87c3622c5114069bdd3ad7b8f9737498d0c01ecef0967a

Чак ће и мала промена у поруци највероватније довести до различите хеш вредности. На пример додавање тачке на крај ове реченице мења вредност хеша са 111 на 224 бита:

SHA224("The quick brown fox jumps over the lazy dog")
0x 730e109bd7a8a32b1cb9d9a09aa2325d2430587ddbc0c38bad911525
SHA224("The quick brown fox jumps over the lazy dog.")
0x 619cba8e8e05826e9b8c519c0a5c68f4fb653e8a3d8aa04bb2c8cd4c

Псеудокод

У наставку следи псеудокод за SHA-256 алгоритам.

Напомена 1: Све променљиве су 32-битни неозначени интиџери и додавање се рачуна по моду 2³²
Напомена 2: За сваку рунду, постоји једна константа k[i] и један унос у распоред порука, низ
w[i],  0 ≤ i ≤ 63.
Напомена 3: Функција за компресију користи 8 проманљивих, слова од а до х.
Напомена 4: Big-endian нотација је коришћена за константе и када парсирамо блок порука из бајта у речи,
нпр. прва реч уноса поруке "абц" након допуњавања буде 0x61626380.

Иницијализација хеш вредности:
првих 32-бита из факторијелних делова из квадратних корена првих 8 простих бројева 2...19):
h0 := 0x6a09e667
h1 := 0xbb67ae85
h2 := 0x3c6ef372
h3 := 0xa54ff53a
h4 := 0x510e527f
h5 := 0x9b05688c
h6 := 0x1f83d9ab
h7 := 0x5be0cd19

Иницијализација низа округлих константи:
(првих 32 бита су разломљени делови кубих корена првих 64 простих бројева 2...311):
k[0..63] :=
   0x428a2f98, 0x71374491, 0xb5c0fbcf, 0xe9b5dba5, 0x3956c25b, 0x59f111f1, 0x923f82a4, 0xab1c5ed5,
   0xd807aa98, 0x12835b01, 0x243185be, 0x550c7dc3, 0x72be5d74, 0x80deb1fe, 0x9bdc06a7, 0xc19bf174,
   0xe49b69c1, 0xefbe4786, 0x0fc19dc6, 0x240ca1cc, 0x2de92c6f, 0x4a7484aa, 0x5cb0a9dc, 0x76f988da,
   0x983e5152, 0xa831c66d, 0xb00327c8, 0xbf597fc7, 0xc6e00bf3, 0xd5a79147, 0x06ca6351, 0x14292967,
   0x27b70a85, 0x2e1b2138, 0x4d2c6dfc, 0x53380d13, 0x650a7354, 0x766a0abb, 0x81c2c92e, 0x92722c85,
   0xa2bfe8a1, 0xa81a664b, 0xc24b8b70, 0xc76c51a3, 0xd192e819, 0xd6990624, 0xf40e3585, 0x106aa070,
   0x19a4c116, 0x1e376c08, 0x2748774c, 0x34b0bcb5, 0x391c0cb3, 0x4ed8aa4a, 0x5b9cca4f, 0x682e6ff3,
   0x748f82ee, 0x78a5636f, 0x84c87814, 0x8cc70208, 0x90befffa, 0xa4506ceb, 0xbef9a3f7, 0xc67178f2

Пред-процесирање:
append the bit '1' to the message
append k bits '0', where k is the minimum number >= 0 such that the resulting message
    length (modulo 512 in bits) is 448.
append length of message (without the '1' bit or padding), in bits, as 64-bit big-endian integer
    (this will make the entire post-processed length a multiple of 512 bits)

Обрађивање поруке у 512-битне гомиле:
break message into 512-bit chunks
for each chunk
    create a 64-entry message schedule array w[0..63] of 32-bit words
    (The initial values in w[0..63] don't matter, so many implementations zero them here)
    copy chunk into first 16 words w[0..15] of the message schedule array

    Проширивање првих 16 речи са осталих 48 речи w[16..63] низа порука:
    for i from 16 to 63
        s0 := (w[i-15] rightrotate 7) xor (w[i-15] rightrotate 18) xor (w[i-15] rightshift 3)
        s1 := (w[i-2] rightrotate 17) xor (w[i-2] rightrotate 19) xor (w[i-2] rightshift 10)
        w[i] := w[i-16] + s0 + w[i-7] + s1

    Иницијализација променљивих за тренутне хеш вредности:
    a := h0
    b := h1
    c := h2
    d := h3
    e := h4
    f := h5
    g := h6
    h := h7

    функција компресије, главна петља:
    for i from 0 to 63
        S1 := (e rightrotate 6) xor (e rightrotate 11) xor (e rightrotate 25)
        ch := (e and f) xor ((not e) and g)
        temp1 := h + S1 + ch + k[i] + w[i]
        S0 := (a rightrotate 2) xor (a rightrotate 13) xor (a rightrotate 22)
        maj := (a and b) xor (a and c) xor (b and c)
        temp2 := S0 + maj
 
        h := g
        g := f
        f := e
        e := d + temp1
        d := c
        c := b
        b := a
        a := temp1 + temp2

    Додавање компресоване гомиле на тренутну хеш вредност:
    h0 := h0 + a
    h1 := h1 + b
    h2 := h2 + c
    h3 := h3 + d
    h4 := h4 + e
    h5 := h5 + f
    h6 := h6 + g
    h7 := h7 + h

Прављење коначне хеш вредности (big-endian):
digest := hash := h0 append h1 append h2 append h3 append h4 append h5 append h6 append h7

Обрађивање ch and maj вредности се може оптимизовати на исти начин као и код SHA-1.

SHA-224 је исти као SHA-256, осим што:

Почетне вредности h0до h7 су различите и
Излаз се конструише избегавањем h7

SHA-224 почетне хеш вредности (у big endian):

(Других 32-бита су разломљени доелови квадратних корена простих бројева 23..53)
h[0..7] :=
    0xc1059ed8, 0x367cd507, 0x3070dd17, 0xf70e5939, 0xffc00b31, 0x68581511, 0x64f98fa7, 0xbefa4fa4

SHA-512 има исту структуру као SHA-256, али:

порука се цепа у 1024-битне гомиле,
има 80 рунди уместо 64,
распоред порука, низ w има 80 64-битних речи уместо 64 32-битне речи,
како би се проширио низ, петља иде од 16 до 79 уместо од 16 до 63,
рундне константе су засноване на првих 80 простих бројева 2..409,
реч која се користи за израчунавања је дугачка 64-бита,
додата реч на поруку у пред-процесирању је дугачка 128-бита у big-endian означавању
shift и rotate вредности су различите

SHA-512 почетне хеш вредности (у big-endian):                                                                               h h[0..7] := 0x6a09e667f3bcc908, 0xbb67ae8584caa73b, 0x3c6ef372fe94f82b, 0xa54ff53a5f1d36f1, 
           0x510e527fade682d1, 0x9b05688c2b3e6c1f, 0x1f83d9abfb41bd6b, 0x5be0cd19137e2179

SHA-512 рундне константе:

k[0..79] := [ 0x428a2f98d728ae22, 0x7137449123ef65cd, 0xb5c0fbcfec4d3b2f, 0xe9b5dba58189dbbc, 0x3956c25bf348b538, 
              0x59f111f1b605d019, 0x923f82a4af194f9b, 0xab1c5ed5da6d8118, 0xd807aa98a3030242, 0x12835b0145706fbe, 
              0x243185be4ee4b28c, 0x550c7dc3d5ffb4e2, 0x72be5d74f27b896f, 0x80deb1fe3b1696b1, 0x9bdc06a725c71235, 
              0xc19bf174cf692694, 0xe49b69c19ef14ad2, 0xefbe4786384f25e3, 0x0fc19dc68b8cd5b5, 0x240ca1cc77ac9c65, 
              0x2de92c6f592b0275, 0x4a7484aa6ea6e483, 0x5cb0a9dcbd41fbd4, 0x76f988da831153b5, 0x983e5152ee66dfab, 
              0xa831c66d2db43210, 0xb00327c898fb213f, 0xbf597fc7beef0ee4, 0xc6e00bf33da88fc2, 0xd5a79147930aa725, 
              0x06ca6351e003826f, 0x142929670a0e6e70, 0x27b70a8546d22ffc, 0x2e1b21385c26c926, 0x4d2c6dfc5ac42aed, 
              0x53380d139d95b3df, 0x650a73548baf63de, 0x766a0abb3c77b2a8, 0x81c2c92e47edaee6, 0x92722c851482353b, 
              0xa2bfe8a14cf10364, 0xa81a664bbc423001, 0xc24b8b70d0f89791, 0xc76c51a30654be30, 0xd192e819d6ef5218, 
              0xd69906245565a910, 0xf40e35855771202a, 0x106aa07032bbd1b8, 0x19a4c116b8d2d0c8, 0x1e376c085141ab53, 
              0x2748774cdf8eeb99, 0x34b0bcb5e19b48a8, 0x391c0cb3c5c95a63, 0x4ed8aa4ae3418acb, 0x5b9cca4f7763e373, 
              0x682e6ff3d6b2b8a3, 0x748f82ee5defb2fc, 0x78a5636f43172f60, 0x84c87814a1f0ab72, 0x8cc702081a6439ec, 
              0x90befffa23631e28, 0xa4506cebde82bde9, 0xbef9a3f7b2c67915, 0xc67178f2e372532b, 0xca273eceea26619c, 
              0xd186b8c721c0c207, 0xeada7dd6cde0eb1e, 0xf57d4f7fee6ed178, 0x06f067aa72176fba, 0x0a637dc5a2c898a6, 
              0x113f9804bef90dae, 0x1b710b35131c471b, 0x28db77f523047d84, 0x32caab7b40c72493, 0x3c9ebe0a15c9bebc, 
              0x431d67c49c100d4c, 0x4cc5d4becb3e42b6, 0x597f299cfc657e2a, 0x5fcb6fab3ad6faec, 0x6c44198c4a475817]

SHA-512 Sum & Sigma:

S0 := (a rightrotate 28) xor (a rightrotate 34) xor (a rightrotate 39)
S1 := (e rightrotate 14) xor (e rightrotate 18) xor (e rightrotate 41)

s0 := (w[i-15] rightrotate 1) xor (w[i-15] rightrotate 8) xor (w[i-15] rightshift 7)
s1 := (w[i-2] rightrotate 19) xor (w[i-2] rightrotate 61) xor (w[i-2] rightshift 6)

SHA-384 је исти као SHA-512, осим што:

Почетне вредности h0до h7 су различите и
излаз се прави избегавањем h6 и h7

SHA-384 почетне хеш вредности (у big-endian):

h[0..7] := 0xcbbb9d5dc1059ed8, 0x629a292a367cd507, 0x9159015a3070dd17, 0x152fecd8f70e5939, 
           0x67332667ffc00b31, 0x8eb44a8768581511, 0xdb0c2e0d64f98fa7, 0x47b5481dbefa4fa4

SHA-512/t је исти као SHA-512 осим што:

Почетне вредности h0до h7 су дате функцијом SHA-512/t IV генерације,
Излаз се прави скраћивањем и повезивањем t битова од h0 до h7,
t не може бити 384, уместо тога SHA-384 треба да користи како је прописано,
t вредности 224 и 256 су посебно препоручене

Поређење SHA функција

У табели испод, унутрашње стање је "унутрашња хеш вредност" после сваке компресије блока података.

Поређење SHA функција
прикажи
разговор
уреди
Алгоритам и варијанта		Величина излаза (битови)	Величина унутрашњег стања (битови)	Величина блока (битови)	Максимална дужина поруке (битови)	Рунде	Операције	Заштита (битови)	Пример извршења^[21] (MiB/s)
MD5 (as reference)		128	128 (4 × 32)	512	Неограничено^[22]	64	And, Xor, Rot, Add (mod 2³²), Or	<64 (пронађен судар)	335
SHA-0		160	160 (5 × 32)	512	2⁶⁴ − 1	80	And, Xor, Rot, Add (mod 2³²), Or	<80 (пронађен судар)	-
SHA-1		160	160 (5 × 32)	512	2⁶⁴ − 1	80	And, Xor, Rot, Add (mod 2³²), Or	<80 (теоретски напад^[23])	192
SHA-2	SHA-224 SHA-256	224 256	256 (8 × 32)	512	2⁶⁴ − 1	64	And, Xor, Rot, Add (mod 2³²), Or, Shr	112 128	139
SHA-2	SHA-384 SHA-512 SHA-512/224 SHA-512/256	384 512 224 256	512 (8 × 64)	1024	2¹²⁸ − 1	80	And, Xor, Rot, Add (mod 2⁶⁴), Or, Shr	192 256 112 128	154
SHA-3	SHA3-224 SHA3-256 SHA3-384 SHA3-512	224 256 384 512	1600 (5 × 5 × 64)	1152 1088 832 576	Неограничено^[24]	24^[25]	And, Xor, Rot, Not	112 128 192 256	-
SHA-3	SHAKE128 SHAKE256	d (arbitrary) d (arbitrary)	1600 (5 × 5 × 64)	1344 1088	Неограничено^[24]	24^[25]	And, Xor, Rot, Not	min(d/2, 128) min(d/2, 256)	-

У колони са битовским операцијама, "rot" заправо значи rotate no carry, а "shr" right logical shift. Сви ови алгоритми користе модуларно сабирање осим SHA-3.

Резултати перформанси изнад одговарају једно-нитнонј импементацији на AMD Opteron 8354 такта 2.2 GHz под Линуксом у 64-битном моду, и служе само као груба основа за општа поређења. Детаљнија мерења перформанси на савременим архитектурама процесора се налазе у табели испод.

CPU архитектура	Фреквенција	Алгоритам	Дужина речи (битови)	Циклуси/бајт x86	MiB/s x86	Циклуси/бајт x86-64	MiB/s x86-64
Intel Ivy Bridge	3.5 GHz	SHA-256	32-bit	16.80	199	13.05	256
Intel Ivy Bridge	3.5 GHz	SHA-512	64-bit	43.66	76	8.48	394
AMD Piledriver	3.8 GHz	SHA-256	32-bit	22.87	158	18.47	196
AMD Piledriver	3.8 GHz	SHA-512	64-bit	88.36	41	12.43	292

Перформансе означене са 'x86' покретане су коришћењем 32-битног кода на 64-битним процесорима, док су 'x86-64' природни 64-битни кодови. И ако је SHA-256 дизајниран за 32-битне прорачуне, заправо има користи од кода оптимизованог за 64-битне процесоре на x86 архитектури. 32-битна имплементација SHA-512 је доста спорија од свог 64-битног рођака. Варијанте оба алгоритма са различитим величинама на излазу, ће се понашати слично, док су проширења поруке и функције компресије исте, и само почетне хеш вредности и величине на излазу су различите. Најбоље импементације MD5 и SHA-1 имају између 4.5 и 6 циклуса по бајту на модерним процесорима.

Испитивање је извршено од стране Универзитет Илиноја у Чикагу на њиховом hydra8 систему, који покреће Inter Xeon E3-1275 V2 са брзином такта од 3,5 GHz, и на њиховом hydra9 систему који покреће AMD A10-5800K са брзином такта од 3.8 GHz.^[26] Претходно поменута брзина циклуса у битовима је средња брзна алгоритма који обрађује 4,096-битне поруке користећи SUPERCOP криптографски софтвер за рангирање.^[27] MiB/s су изведени из брзине часовника процесора на једом језгру, реалне перформансе могу зависити од разних фактора.

Референце

^ FIPS SP 800-131A Recommendation for Transitioning the Use of Cryptographic Algorithms and Key Lengths
^ Federal Register Notice 2012-5400, Announcing Approval of FIPS Publication 180-4
^ „NIST Selects Winner of Secure Hash Algorithm (SHA-3) Competition”. Приступљено 24. 2. 2015.
^ „Debian codebase in Google Code”. Google. Архивирано из оригинала 07. 11. 2011. г. Приступљено 8. 11. 2011.
^ John Markoff, A Tool to Verify Digital Records, Even as Technology Shifts, New York Times, January 26, 2009
^ Ulrich Drepper, Unix crypt with SHA-256/512
^ „Secure Hashing”. NIST. Архивирано из оригинала 25. 06. 2011. г. Приступљено 25. 11. 2010.
^ Microsoft Corporation,Overview of Windows XP Service Pack 3 Архивирано на сајту Wayback Machine (17. јануар 2009)
^ Chromium Blog, September 5, 2014, Gradually sunsetting SHA-1
^ Mill, Eric. „SHAAAAAAAAAAAAA”. SHAAAAAAAAAAAAA.com.
^ Filippo Valsorda, The Unofficial Chrome SHA1 Deprecation FAQ
^ Somitra Kumar Sanadhya & Palash Sarkar (2008). „New Collision Attacks Against Up To 24-step SHA-2” (PDF). IACR Cryptology ePrint Archive. 2008:270.
^ Aoki, Kazumaro; Jian Guo; Matusiewicz, Krystian; Yu Sasaki & Lei Wang (2009). „Preimages for step-reduced SHA-2”. Advances in Cryptology - ASIACRYPT 2009. Lecture Notes in Computer Science. Springer Berlin Heidelberg. 5912: 578—597. ISBN 978-3-642-10366-7. ISSN 0302-9743. doi:10.1007/978-3-642-10366-7_34.
^ Guo, Jian; San Ling; Rechberger, Christian & Huaxiong Wang (2010). „Advanced meet-in-the-middle preimage attacks: First results on full Tiger, and improved results on MD4 and SHA-2” (PDF). Advances in Cryptology - ASIACRYPT 2010. Lecture Notes in Computer Science. Springer Berlin Heidelberg. 6477: 56—75. ISBN 978-3-642-17373-8. ISSN 0302-9743. doi:10.1007/978-3-642-17373-8_4.
^ Mario Lamberger & Florian Mendel (2011). „Higher-Order Differential Attack on Reduced SHA-256” (PDF). IACR Cryptology ePrint Archive. 2011:37.
^ Dmitry Khovratovich, Christian Rechberger & Alexandra Savelieva (2011). „Bicliques for Preimages: Attacks on Skein-512 and the SHA-2 family” (PDF). IACR Cryptology ePrint Archive. 2011:286.
^ Mendel, Florian; Tomislav Nad; Schläffer, Martin (2013). „Improving Local Collisions: New Attacks on Reduced SHA-256”. Advances in Cryptology – EUROCRYPT 2013. Lecture Notes in Computer Science. Springer Berlin Heidelberg. 7881: 262—278. ISBN 978-3-642-38348-9. ISSN 0302-9743. doi:10.1007/978-3-642-38348-9_16.
^ Maria Eichlseder and Florian Mendel and Martin Schläffer (2014). „Branching Heuristics in Differential Collision Search with Applications to SHA-512” (PDF). IACR Cryptology ePrint Archive. 2014:302.
^ Dobraunig, Christoph; Maria Eichlseder & Florian Mendel (2016). „Analysis of SHA-512/224 and SHA-512/256” (PDF).
^ „Crypto++ 5.6.0 Benchmarks”. Архивирано из оригинала 14. 10. 2016. г. Приступљено 13. 6. 2013.
^ Found on an AMD Opteron 8354 2.2 GHz processor running 64-bit Linux^[20]
^ „The MD5 Message-Digest Algorithm”. Приступљено 18. 4. 2016.
^ „The SHAppening: freestart collisions for SHA-1”. Приступљено 5. 11. 2015.
^ „The Sponge Functions Corner”. Приступљено 27. 1. 2016.
^ „The Keccak sponge function family”. Приступљено 27. 1. 2016.
^ SUPERCOP Benchmarks Measurements of hash functions, indexed by machine Архивирано на сајту Wayback Machine (4. децембар 2013)
^ „SUPERCOP”. Архивирано из оригинала 15. 02. 2015. г. Приступљено 24. 2. 2015.

[1] FIPS SP 800-131A Recommendation for Transitioning the Use of Cryptographic Algorithms and Key Lengths

[2] Federal Register Notice 2012-5400, Announcing Approval of FIPS Publication 180-4

[nist.gov-3] „NIST Selects Winner of Secure Hash Algorithm (SHA-3) Competition”. Приступљено 24. 2. 2015.

[4] „Debian codebase in Google Code”. Google. Архивирано из оригинала 07. 11. 2011. г. Приступљено 8. 11. 2011.

[5] John Markoff, A Tool to Verify Digital Records, Even as Technology Shifts, New York Times, January 26, 2009

[6] Ulrich Drepper, Unix crypt with SHA-256/512

[7] „Secure Hashing”. NIST. Архивирано из оригинала 25. 06. 2011. г. Приступљено 25. 11. 2010.

[8] Microsoft Corporation,Overview of Windows XP Service Pack 3 Архивирано на сајту Wayback Machine (17. јануар 2009)

[9] Chromium Blog, September 5, 2014, Gradually sunsetting SHA-1

[10] Mill, Eric. „SHAAAAAAAAAAAAA”. SHAAAAAAAAAAAAA.com.

[11] Filippo Valsorda, The Unofficial Chrome SHA1 Deprecation FAQ

[collision-sanadhya-12] Somitra Kumar Sanadhya & Palash Sarkar (2008). „New Collision Attacks Against Up To 24-step SHA-2” (PDF). IACR Cryptology ePrint Archive. 2008:270.

[preimage-merged-13] Aoki, Kazumaro; Jian Guo; Matusiewicz, Krystian; Yu Sasaki & Lei Wang (2009). „Preimages for step-reduced SHA-2”. Advances in Cryptology - ASIACRYPT 2009. Lecture Notes in Computer Science. Springer Berlin Heidelberg. 5912: 578—597. ISBN 978-3-642-10366-7. ISSN 0302-9743. doi:10.1007/978-3-642-10366-7_34.

[preimage-gou-14] Guo, Jian; San Ling; Rechberger, Christian & Huaxiong Wang (2010). „Advanced meet-in-the-middle preimage attacks: First results on full Tiger, and improved results on MD4 and SHA-2” (PDF). Advances in Cryptology - ASIACRYPT 2010. Lecture Notes in Computer Science. Springer Berlin Heidelberg. 6477: 56—75. ISBN 978-3-642-17373-8. ISSN 0302-9743. doi:10.1007/978-3-642-17373-8_4.

[collision-lamberger-15] Mario Lamberger & Florian Mendel (2011). „Higher-Order Differential Attack on Reduced SHA-256” (PDF). IACR Cryptology ePrint Archive. 2011:37.

[preimage-khov-16] Dmitry Khovratovich, Christian Rechberger & Alexandra Savelieva (2011). „Bicliques for Preimages: Attacks on Skein-512 and the SHA-2 family” (PDF). IACR Cryptology ePrint Archive. 2011:286.

[collision-mendel-17] Mendel, Florian; Tomislav Nad; Schläffer, Martin (2013). „Improving Local Collisions: New Attacks on Reduced SHA-256”. Advances in Cryptology – EUROCRYPT 2013. Lecture Notes in Computer Science. Springer Berlin Heidelberg. 7881: 262—278. ISBN 978-3-642-38348-9. ISSN 0302-9743. doi:10.1007/978-3-642-38348-9_16.

[collision-eichlseder-18] Maria Eichlseder and Florian Mendel and Martin Schläffer (2014). „Branching Heuristics in Differential Collision Search with Applications to SHA-512” (PDF). IACR Cryptology ePrint Archive. 2014:302.

[19] Dobraunig, Christoph; Maria Eichlseder & Florian Mendel (2016). „Analysis of SHA-512/224 and SHA-512/256” (PDF).

[20] „Crypto++ 5.6.0 Benchmarks”. Архивирано из оригинала 14. 10. 2016. г. Приступљено 13. 6. 2013.

[21] Found on an AMD Opteron 8354 2.2 GHz processor running 64-bit Linux^[20]

[22] „The MD5 Message-Digest Algorithm”. Приступљено 18. 4. 2016.

[23] „The SHAppening: freestart collisions for SHA-1”. Приступљено 5. 11. 2015.

[24] „The Sponge Functions Corner”. Приступљено 27. 1. 2016.

[25] „The Keccak sponge function family”. Приступљено 27. 1. 2016.

[26] SUPERCOP Benchmarks Measurements of hash functions, indexed by machine Архивирано на сајту Wayback Machine (4. децембар 2013)

[27] „SUPERCOP”. Архивирано из оригинала 15. 02. 2015. г. Приступљено 24. 2. 2015.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[21]

[22]

[23]

[24]

[25]

[26]

[27]

[20]