Preimage Resistance

原像計算困難性（preimage resistance）とは、ハッシュ値hが与えられても、H(x)=hとなる入力xを見つけるのが計算上不可能なハッシュ関数の性質である。一方向性とも呼ばれる。

目的

パスワード保存やコミットメント方式でハッシュ関数を安全に使えるようにする。ハッシュから入力を復元できない。

メカニズム

nビットのハッシュに対する最良の汎用攻撃は約2^n回の総当たりを要するため、256ビットのハッシュは原像に対して安全である。注意：衝突耐性 ≠ 原像計算困難性であり、MD5は衝突は破られても原像は依然として困難である。

ユースケース

パスワードのハッシュ保存（一方向）
ハッシュコミットメント方式
HMACの安全性証明
ブロックチェーンのPoW

例

入力
```
H(x)=target
```
Output
```
2^n trials needed to find x
```
One-wayness

よくあるエラー

Confusing collision resistance with preimage resistance: They are independent properties; assess each separately

関連用語

Collision Resistance

衝突耐性とは、同じハッシュ出力を生む 2 つの異なる入力を見つけることが実行不可能であるというハッシュ関数の性質である。必要な出力長は誕生日攻撃が決める。

MD5 は Ronald Rivest が設計した 128 ビットの暗号学的ハッシュ関数である。衝突攻撃により安全性が崩れており、現在はチェックサムなどセキュリティを要しない用途に限られる。

SHA-256 は SHA-2 ファミリーの 256 ビット出力版である。TLS、ブロックチェーン、暗号応用で広く使われ、現実的な攻撃は知られていない。

関連ツール

ハッシュ計算ツール

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References