顺序独立散列答案

【问题标题】：Order independent hashing顺序独立散列
【发布时间】：2017-06-07 22:24:36
【问题描述】：

我正在为键值数据创建键，方法是获取几条 (SHA256::Update 函数，它可以让您一次添加片段：

#include "sha.h"
...
byte outputBuf[CryptoPP::SHA256::DIGESTSIZE];
CryptoPP::SHA256 hash;
hash.Update(pData1, lenData1); // pData* can point to int, double or std::string
hash.Update(pData2, lenData2);
...
hash.Final(outputBuf);

我注意到对 Update 的调用顺序很重要（即，如果您更改两个 Update 语句的顺序，您将获得不同的哈希值）。我希望这是独立于订单的。所以：

CryptoPP 是否提供了执行此操作的方法？
如果没有，您能否建议一种替代方法？到目前为止，我认为使用xor 组合参数会起作用。一个问题是，如果两条数据相同，它们就会相互抵消。您能预见到这方面的问题吗？

【问题讨论】：

几乎每个好的散列（即使是非加密的）都将依赖于顺序。否则会以非常规律的模式导致可预见的碰撞，这是不好的。
独立地对每个数据块进行一次散列，然后^ 将结果放在一起。当然，它很糟糕，并且缺少许多你想要的良好哈希的特性，但它是一个独立于顺序的哈希。
只需提供一个带有命名参数（或具有命名成员的结构）的函数，并让函数担心散列它们的顺序。任何使散列顺序无关的方法都会增加冲突，也许相当显着。
顺序独立性不仅会明显增加冲突的数量，而且会显着增加（因为 N 个字节有 N! 个排列，而 20! 大约是 10^18） .但更糟糕的是，如前所述，不仅存在冲突，而且它们以某种模式发生。另请注意，每个交换操作都存在使用 xor 作为哈希的“缺点”。逆元素将始终抵消。使用异或，这恰好是一个相同的块，但对于每个交换操作（例如a + b + (-b) = a）它都是相同的（具有一些不同的值）。这就是它的工作原理。
这个问题似乎离题了，因为它更适合 crypto.stackexchange.com 或 security.stackexchange.com。

标签： c++ hash crypto++

【解决方案1】：

只有当您将{1, 2} 和{2, 1} 视为不同输入时，有关异或会增加冲突次数的评论才是正确的。我想，你不需要，否则你不会想要一个与顺序无关的哈希。所以h({1, 2}) = h({2, 1}) 没有冲突，因为您提供相同的输入。

最简单的解决方案是排序，而不是使用您最喜欢的哈希函数。它与您的散列函数一样安全（如果您愿意，请在 crypto.stackexchange.com 上确认）。

异或哈希绝对是一个坏主意，因为两个相等的元素会抵消。添加它们要好得多，但是对于两个相等的元素，最低有效位将为零（对于四个这样的元素，两位将为零，等等）。这可能是可以接受的。

请注意，任何此类方法都非常不安全，因为它可以更快地发现冲突（根据要求提供证明）。您可能需要也可能不需要安全性，但不要试图发明一种安全的方法，因为这实际上是不可能的（每个著名的散列函数背后都有很多人月的分析）。

【讨论】：