RIPEMD 密码散列函数

RIPEMD（RACE Integrity Primitives Evaluation Message Digest，RACE原始完整性校验讯息摘要）是一种密码散列函数。由鲁汶大学 Hans Dobbertin、Antoon Bosselaers 和 Bart Prenee 组成的 COSIC（https://www.esat.kuleuven.be/cosic/）研究小组发布于1996年。 RIPEMD 是以 MD4 为基础原则所设计的 ，而且其表现与更有名的 SHA-1 类似。

RIPEMD-160 是以原始版 RIPEMD 所改进的 160 位元版本，而且是 RIPEMD 系列中最常见的版本。 RIPEMD-160 是设计给学术社群所使用的，刚好相对于国家安全局 所设计 SHA-1 和 SHA-2 算法。 另一方面，RIPEMD-160 比 SHA-1 较少使用，所以可能造成 RIPEMD-160 比 SHA 还不常被审查。另外，RIPEMD-160 并没有任何专利所限制。

RIPEMD 的特点

• 多种输出长度：RIPEMD 有不同的版本，如 RIPEMD-128 和 RIPEMD-160，分别产生 128 位和 160 位的哈希值。不同的输出长度可以满足不同的应用需求。

• 安全性：在设计时考虑了安全性因素，具有一定的抗碰撞性和抗攻击能力。然而，随着计算能力的提高和密码分析技术的发展，其安全性也面临着挑战。

• 速度：计算速度相对较快，适用于一些对性能要求较高的场景。

RIPEMD 应用场景

• 数字签名：在数字签名方案中，RIPEMD 可以用于计算消息的哈希值，作为数字签名的一部分。接收方可以通过验证哈希值的完整性来确保消息在传输过程中没有被篡改。

• 数据完整性校验：在文件传输、存储或通信过程中，使用 RIPEMD 计算文件或消息的哈希值，并在接收方进行验证，以确保数据的完整性。

• 密码学应用：虽然不如一些更先进的哈希算法广泛使用，但在某些特定的密码学应用中，RIPEMD 仍然可以发挥作用。

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RIPEMD 不同版本

RIPEMD-128

生成 128 位的哈希值。相对计算速度较快，适用于对性能要求较高但对哈希值长度要求不是特别高的场景。在一些轻量级的加密应用中可以使用，例如某些小型设备的文件完整性校验或者简单的数据认证。

RIPEMD-160

产生 160 位的哈希值。比 RIPEMD-128 具有更高的安全性，能够提供更强的抗碰撞能力。在比特币等加密货币中，曾经被用作生成钱包地址的一部分算法。也适用于需要更高安全性的文件签名、数字证书等场景。

RIPEMD-256 和 RIPEMD-320

分别生成 256 位和 320 位的哈希值，具有更高的安全性和更低的碰撞概率。但计算复杂度相对较高，计算时间较长。在对安全性要求极高的领域，如军事、金融等重要数据的加密和认证中可能会考虑使用。但由于其计算效率相对较低，实际应用中相对较少。

与其他哈希算法的比较

与 MD5 和 SHA-1 相比

RIPEMD 在安全性方面相对较好，尤其是在 MD5 和 SHA-1 被发现存在安全漏洞后。然而，它的安全性也不是绝对的，随着时间的推移，也可能会受到新的攻击。

与 SHA-2 和 SHA-3 相比

SHA-2 和 SHA-3 通常被认为具有更高的安全性和更强的抗攻击能力。但是，RIPEMD 在某些情况下可能具有更快的计算速度和更低的资源消耗。

Java 实现 RIPEMD

以下是用 Java 实现 RIPEMD-160 哈希算法的示例代码：

（1）引入“Bouncy Castle Provider”依赖，Bouncy Castle 是一个广泛使用的密码学库，它提供了对 RIPEMD160 等多种哈希算法的支持：

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.bouncycastle/bcprov-jdk18on -->
<dependency>
  <groupId>org.bouncycastle</groupId>
  <artifactId>bcprov-jdk18on</artifactId>
  <version>1.78.1</version>
</dependency>

（2）使用“Bouncy Castle Provider”的 RIPEMD160Digest 类实现消息摘要计算：

package com.hxstrive.encryption_decryption.ripemd;

import org.bouncycastle.crypto.Digest;
import org.bouncycastle.crypto.digests.RIPEMD160Digest;

public class RIPEMD160Example {
    public static byte[] ripemd160(byte[] input) {
        Digest digest = new RIPEMD160Digest();
        byte[] result = new byte[digest.getDigestSize()];
        digest.update(input, 0, input.length);
        digest.doFinal(result, 0);
        return result;
    }

    public static String bytesToHex(byte[] bytes) {
        StringBuilder result = new StringBuilder();
        for (byte b : bytes) {
            result.append(String.format("%02x", b));
        }
        return result.toString();
    }

    public static void main(String[] args) {
        String message = "Hello, World!";
        byte[] hash = ripemd160(message.getBytes());
        System.out.println("RIPEMD160 Hash: " + bytesToHex(hash));
        //RIPEMD160 Hash: 527a6a4b9a6da75607546842e0e00105350b1aaf
    }
    
}

在上述代码中，定义了一个 ripemd160 方法，该方法使用RIPEMD160Digest类对输入字符串进行哈希计算，最后通过 bytesToHex 方法将字节数组转换为十六进制字符串返回。