STHash

STHash是一种快速、带密钥的加密散列函数，旨在处理大型、可能不可信的数据。

另一方面，使用秘密密钥（或在此实现中，秘密种子）是强制性的。这不是一个通用散列函数。

STHash的典型用途是计算本地缓存的对象的密钥。

该构造依赖于

• 两个 ε-几乎 ∆-通用函数 NH 和 Poly1305 的组合。请参阅Adiantum论文，以了解此组合的合理性。
• cSHAKE函数作为XOF以推导NH、Poly1305和最终化密钥，以及KMAC生成最终标签。

当前代码是可移植的，用安全Rust编写，并且有很多优化空间。

然而，它已经在所有常见平台上始终比优化的BLAKE2bp和BLAKE3实现更快。

您可以期待未来版本将更快。

用法

use sthash::*;
use rand::{thread_rng, RngCore};

// This must be a random, secret seed.
let mut seed = [0u8; SEED_BYTES];
thread_rng().fill_bytes(&mut seed);

// The key constructor accepts an optional application name
// Different personalization strings produce different keys
// from the same `seed`.
let key = Key::from_seed(&seed, Some(b"Documentation example"));

// Another personalization string, such as the purpose of the
// `Hasher`, can be provided here as well.
let hasher = Hasher::new(key, None);

// Returns a 256-bit hash.
let h1 = hasher.hash(b"data");

// `Hasher` structures can safely be reused to hash more data.
let h2 = hasher.hash(b"data2");

基准测试

内置基准测试的测量结果，对1 Mb数据进行散列。使用cargo bench命令获取您自己的数据。

与BLAKE3（来自blake3）的比较

与BLAKE2bp（来自blake2b-simd）的比较

与HMAC-SHA2（来自rust-crypto）的比较

算法

Km || Kp || Kn ← cSHAKE128(seed, c1)

Hp ← Poly1305(Kp, NH(Kn, pad128(M)))

H ← KMAC(Km, c2, pad64(|M|) || Hp)

NH使用4次遍历和2的步长进行实例化。

M以1 KB块处理，并在累积16个散列后（≡处理了16 KB的M）使用Poly1305压缩结果NH散列。

c1 和 c2 是个性化字符串。

Kp 代表 Poly1305 随机密钥。在此上下文中，我们不需要与加密的随机数进行最终加法。

值以小端编码。

参考文献

• UMAC: 快速且安全的消息认证 (J. Black, S.Halevi, H.Krawczyk, T.Krovetz, 和 P. Rogaway)
• Poly1305-AES 消息认证码 (Daniel J. Bernstein)
• Adiantum: 针对入门级处理器的长度保持加密 (Paul Crowley 和 Eric Biggers)
• 短输出通用哈希函数及其在快速和安全的数据认证中的应用 (Yannick Seurin)

感谢

此 crate 基于 Paul Crowley 和 Eric Biggers 的工作。