Ханс Доббертин

Ханс Доббертин (нем. Hans Dobbertin; 17 октября 1952, Киль — 2 февраля 2006, Штутгарт) — немецкий математик и криптограф, известный работами в области теории конечных групп, комбинаторики и, в особенности, криптографического анализа и проектирования хеш-функций. Наиболее значимый вклад Доббертина связан с исследованием безопасности хеш-функций семейства MD (Message Digest) и SHA, а также с участием в разработке стандарта AES (Advanced Encryption Standard).

Биография

Ханс Доббертин родился в 1952 году в Киле (ФРГ). Получил высшее математическое образование в Университете Киля, где в 1980 году защитил докторскую диссертацию (Dr. rer. nat.) по теории конечных групп. После защиты работал научным сотрудником в Институте математики Рурского университета в Бохуме, а затем в Институте криптографии и безопасности информационных систем (Kryptographik und Sicherheit von Informationssystemen) при Техническом университете Дармштадта.

С 1990-х годов Доббертин активно занимался криптографией, сосредоточившись на анализе хеш-функций. В 1996 году он совместно с Антуаном Жу и Джоном Келси опубликовал работу, в которой впервые продемонстрировал возможность коллизий для хеш-функции MD5, используя метод дифференциального криптоанализа. В 2004 году, совместно с китайскими исследователями (Ван Сяоюнь, Фэн Дэнго и др.), Доббертин существенно улучшил атаку на MD5, показав, что коллизии могут быть найдены за время, значительно меньшее полного перебора.

В 2005 году Доббертин, совместно с Кристианом Рехбергером и Винсентом Рейменом, опубликовал работу, в которой продемонстрировал первую теоретическую атаку на хеш-функцию SHA-1, основанную на поиске коллизий с вычислительной сложностью 2^69 операций (впоследствии сложность была снижена до 2^63). Эта работа стала одним из ключевых аргументов для перехода к стандарту SHA-2.

Ханс Доббертин скончался 2 февраля 2006 года в Штутгарте после продолжительной болезни.

Научные достижения

Криптоанализ хеш-функций

Основная область исследований Доббертина — криптоанализ хеш-функций. Он разработал и усовершенствовал методы поиска коллизий — ситуаций, когда два различных входных сообщения дают одинаковое хеш-значение. Наиболее известные результаты:

• MD5: В 1996 году Доббертин, Жу и Келси показали, что MD5 не является коллизионно-стойкой. В 2004 году он участвовал в создании атаки, позволяющей находить коллизии за несколько минут на обычном компьютере.
• SHA-1: В 2005 году Доббертин, Рехбергер и Реймен опубликовали атаку, которая впервые продемонстрировала, что сложность поиска коллизий для SHA-1 ниже теоретической границы безопасности (2^80). Это открытие привело к постепенному отказу от SHA-1 в пользу SHA-2.
• SHA-0: Доббертин также участвовал в анализе SHA-0, предшественника SHA-1, и показал, что коллизии для него могут быть найдены с ещё меньшей сложностью.

Участие в разработке AES

В 1997–2000 годах Национальный институт стандартов и технологий США (NIST) проводил конкурс на новый стандарт симметричного шифрования — AES. Ханс Доббертин был членом экспертной группы, анализировавшей кандидатов. Он внёс вклад в оценку криптостойкости алгоритмов, в частности, в анализ дифференциальных и линейных атак на финалистов конкурса (Rijndael, Serpent, Twofish, RC6 и MARS). Его работа способствовала выбору Rijndael в качестве стандарта AES.

Теория конечных групп

До перехода в криптографию Доббертин занимался чистой математикой, в частности, теорией конечных групп. Его докторская диссертация была посвящена свойствам спорадических групп, в том числе группы Янко (J1). Он опубликовал несколько работ по классификации конечных простых групп, в том числе по структурным свойствам групп типа Ли.

Критика и наследие

Работы Доббертина оказали значительное влияние на развитие криптографии. Его атаки на MD5 и SHA-1 привели к пересмотру стандартов безопасности и стимулировали разработку более стойких хеш-функций (SHA-2, SHA-3). Вместе с тем, некоторые его методы (например, использование дифференциальных путей с высокой вероятностью) подвергались критике за сложность воспроизведения и зависимость от эвристических приёмов.

В 2006 году, после смерти Доббертина, его коллеги и ученики основали премию имени Ханса Доббертина (Hans Dobbertin Prize) за выдающиеся достижения в области криптографии, которая вручается раз в два года на конференции FSE (Fast Software Encryption).

Основные публикации

• Dobbertin, H. (1995). «The status of MD5 after a recent attack». RSA Laboratories' CryptoBytes.
• Dobbertin, H. (1996). «Cryptanalysis of MD5 compress». Proceedings of the 3rd International Workshop on Fast Software Encryption.
• Dobbertin, H. (1998). «Cryptanalysis of MD4». Journal of Cryptology.
• Dobbertin, H., Rechberger, C., Rijmen, V. (2005). «Finding SHA-1 collisions: a new approach». Proceedings of the 25th Annual International Cryptology Conference (CRYPTO).
• Dobbertin, H., Joux, A., Kelsey, J. (1996). «The MD5 hash function: a new approach to cryptanalysis». Proceedings of the 4th International Workshop on Fast Software Encryption.

Источники

• «Hans Dobbertin (1952–2006)». IACR Newsletter, Vol. 23, No. 1, Spring 2006.
• Wang, X., Feng, D., Lai, X., Yu, H. (2004). «Collisions for Hash Functions MD4, MD5, HAVAL-128 and RIPEMD». Proceedings of the 24th Annual International Cryptology Conference (CRYPTO).
• Dobbertin, H., Rechberger, C., Rijmen, V. (2005). «Finding SHA-1 collisions: a new approach». CRYPTO 2005.
• NIST (2001). «Advanced Encryption Standard (AES)». Federal Information Processing Standards Publication 197.
• Conway, J. H., Curtis, R. T., Norton, S. P., Parker, R. A., Wilson, R. A. (1985). Atlas of Finite Groups. Oxford University Press. (упоминания о работах Доббертина по теории групп).