HMAC

Posted 2020-08-02 block2016

Hash-based Message Authentication Code

HMAC是IP安全里必须实现的MAC方案，并且其他Internet协议中（如SSL）也使用了HMAC。HMAC已作为NIST标准发布。

HMAC的设计目标

　　1、可以直接使用现成的Hash函数

　　2、很容易用更好地Hash函数替代原来嵌入的Hash函数

　　3、能够保持Hash函数的原有性能，不能过分降低其性能

　　4、对密钥的使用和处理应较简单

　　5、如果已知嵌入的Hash函数的强度，完全可以知道认证机制抗密码分析的强度

正是HMAC的这些设计目标保证了HMAC的灵活性、可用性和扩展性，从而得到了广泛的支持。

HMAC算法

　　

　　HMAC描述如下：

　　　　HMAC(K , M) = H[(K⁺⊕opad) || H[(K⁺⊕ipad) || M]]

　　这种结构对于长消息，其执行时间与嵌入的Hash函数差不多，但不适合消息大多较短的情况。这种情况下则会使用如下结构进行优化。

　　  

　　其中f(IV,S)是Hash函数的压缩函数，其输入是n位的初始变量和b位的分组，输出是n位的链接变量。

HMAC的安全性

　　已证明，对Hash函数有效的生日攻击并不同样对HMAC有效，原因在于Hash函数的输入（IP和M）都完全已知，而HMAC的输入受K的影响并不完全可知，因此可以抵抗生日攻击。

　　HMAC对于穷举攻击等其他攻击也保持了Hash函数的安全强度。