Internet Research Task Force (IRTF) B. Viguier
Request for Comments: 9861 ABN AMRO Bank
Category: Informational D. Wong, Ed.
ISSN: 2070-1721 zkSecurity
G. Van Assche, Ed.
STMicroelectronics
Q. Dang, Ed.
NIST
J. Daemen, Ed.
Radboud University
October 2025
This document defines four eXtendable-Output Functions (XOFs), hash functions with output of arbitrary length, named TurboSHAKE128, TurboSHAKE256, KT128, and KT256.
この文書では、TurboSHAKE128、TurboSHAKE256、KT128、および KT256 という名前の、任意の長さの出力を持つハッシュ関数である 4 つの eXtendable-Output Function (XOF) を定義します。
All four functions provide efficient and secure hashing primitives, and the last two are able to exploit the parallelism of the implementation in a scalable way.
4 つの関数はすべて、効率的で安全なハッシュ プリミティブを提供し、最後の 2 つはスケーラブルな方法で実装の並列性を利用できます。
This document is a product of the Crypto Forum Research Group. It builds up on the definitions of the permutations and of the sponge construction in NIST FIPS 202 and is meant to serve as a stable reference and an implementation guide.
この文書は、Crypto Forum Research Group の成果物です。これは、NIST FIPS 202 の順列とスポンジ構造の定義に基づいて構築されており、安定したリファレンスおよび実装ガイドとして機能することを目的としています。
This document is not an Internet Standards Track specification; it is published for informational purposes.
この文書は Internet Standards Track 仕様ではありません。情報提供を目的として公開されています。
This document is a product of the Internet Research Task Force (IRTF). The IRTF publishes the results of Internet-related research and development activities. These results might not be suitable for deployment. This RFC represents the consensus of the Crypto Forum Research Group of the Internet Research Task Force (IRTF). Documents approved for publication by the IRSG are not candidates for any level of Internet Standard; see Section 2 of RFC 7841.
この文書は Internet Research Task Force (IRTF) の成果物です。IRTF は、インターネット関連の研究開発活動の結果を公開しています。これらの結果は、展開には適していない可能性があります。この RFC は、インターネット研究タスクフォース (IRTF) の暗号フォーラム研究グループの合意を表しています。IRSG によって公開が承認された文書は、どのレベルのインターネット標準の候補でもありません。RFC 7841 のセクション 2 を参照してください。
Information about the current status of this document, any errata, and how to provide feedback on it may be obtained at https://www.rfc-editor.org/info/rfc9861.
この文書の現在のステータス、正誤表、およびそれに対するフィードバックの提供方法に関する情報は、https://www.rfc-editor.org/info/rfc9861 で入手できます。
Copyright (c) 2025 IETF Trust and the persons identified as the document authors. All rights reserved.
Copyright (c) 2025 IETF Trust および文書の著者として特定された人物。無断転載を禁じます。
This document is subject to BCP 78 and the IETF Trust's Legal Provisions Relating to IETF Documents (https://trustee.ietf.org/license-info) in effect on the date of publication of this document. Please review these documents carefully, as they describe your rights and restrictions with respect to this document.
この文書は、BCP 78 およびこの文書の発行日に有効な IETF 文書に関する IETF トラストの法的規定 (https://trustee.ietf.org/license-info) の対象となります。これらの文書には、この文書に関するお客様の権利と制限が記載されているため、注意深くお読みください。
1. Introduction
1.1. Conventions
2. TurboSHAKE
2.1. Interface
2.2. Specifications
3. KangarooTwelve: Tree Hashing over TurboSHAKE
3.1. Interface
3.2. Specification of KT128
3.3. length_encode( x )
3.4. Specification of KT256
4. Message Authentication Codes
5. Test Vectors
6. IANA Considerations
7. Security Considerations
8. References
8.1. Normative References
8.2. Informative References
Appendix A. Pseudocode
A.1. Keccak-p[1600,n_r=12]
A.2. TurboSHAKE128
A.3. TurboSHAKE256
A.4. KT128
A.5. KT256
Authors' Addresses
This document defines the TurboSHAKE128, TurboSHAKE256 [TURBOSHAKE], KT128, and KT256 [KT] eXtendable-Output Functions (XOFs), i.e., hash function generalizations that can return an output of arbitrary length. Both TurboSHAKE128 and TurboSHAKE256 are based on a Keccak-p permutation specified in [FIPS202] and have a higher speed than the SHA-3 and SHAKE functions.
この文書は、TurboSHAKE128、TurboSHAKE256 [TURBOSHAKE]、KT128、および KT256 [KT] eXtendable-Output Functions (XOF)、つまり、任意の長さの出力を返すことができる一般化されたハッシュ関数を定義します。TurboSHAKE128 と TurboSHAKE256 はどちらも [FIPS202] で指定されている Keccak-p 順列に基づいており、SHA-3 および SHAKE 関数よりも高速です。
TurboSHAKE is a sponge function family that makes use of Keccak-p[n_r=12,b=1600], a round-reduced version of the permutation used in SHA-3. Similarly to the SHAKE's security, it proposes two security strengths: 128 bits for TurboSHAKE128 and 256 bits for TurboSHAKE256. Halving the number of rounds compared to the original SHAKE functions makes TurboSHAKE roughly two times faster.
TurboSHAKE は、SHA-3 で使用される置換の丸め削減バージョンである Keccak-p[n_r=12,b=1600] を利用するスポンジ関数ファミリーです。SHAKE のセキュリティと同様に、TurboSHAKE128 の場合は 128 ビット、TurboSHAKE256 の場合は 256 ビットという 2 つのセキュリティ強度が提案されています。オリジナルの SHAKE 関数と比較してラウンド数が半分になるため、TurboSHAKE は約 2 倍高速になります。
KangarooTwelve applies tree hashing on top of TurboSHAKE and comprises two functions, KT128 and KT256. Note that [KT] only defined KT128 under the name KangarooTwelve. KT256 is defined in this document.
KangarooTwelve は TurboSHAKE にツリー ハッシュを適用し、KT128 と KT256 の 2 つの関数で構成されます。[KT] は KT128 を KangarooTwelve という名前でのみ定義していることに注意してください。KT256 はこの文書で定義されています。
The SHA-3 and SHAKE functions process data in a serial manner and are strongly limited in exploiting available parallelism in modern CPU architectures. Similar to ParallelHash [SP800-185], KangarooTwelve splits the input message into fragments. It then applies TurboSHAKE on each of them separately before applying TurboSHAKE again on the combination of the first fragment and the digests. More precisely, KT128 uses TurboSHAKE128 and KT256 uses TurboSHAKE256. They make use of Sakura coding for ensuring soundness of the tree hashing mode [SAKURA]. The use of TurboSHAKE in KangarooTwelve makes it faster than ParallelHash.
SHA-3 関数と SHAKE 関数はデータをシリアル方式で処理するため、最新の CPU アーキテクチャで利用可能な並列処理の活用には大きな制限があります。ParallelHash [SP800-185] と同様に、KangarooTwelve は入力メッセージをフラグメントに分割します。次に、それぞれに個別に TurboSHAKE を適用してから、最初のフラグメントとダイジェストの組み合わせに再度 TurboSHAKE を適用します。より正確には、KT128 は TurboSHAKE128 を使用し、KT256 は TurboSHAKE256 を使用します。ツリー ハッシュ モード [SAKURA] の健全性を確保するために、Sakura コーディングを利用します。KangarooTwelve で TurboSHAKE を使用すると、ParallelHash よりも高速になります。
The security of TurboSHAKE128, TurboSHAKE256, KT128, and KT256 builds on the public scrutiny that Keccak has received since its publication [KECCAK_CRYPTANALYSIS] [TURBOSHAKE].
TurboSHAKE128、TurboSHAKE256、KT128、および KT256 のセキュリティは、[KECCAK_CRYPTANALYSIS] [TURBOSHAKE] の公開以来 Keccak が受けてきた一般の監視に基づいています。
With respect to functions defined in [FIPS202] and [SP800-185], TurboSHAKE128, TurboSHAKE256, KT128, and KT256 feature the following advantages:
[FIPS202] および [SP800-185] で定義されている関数に関して、TurboSHAKE128、TurboSHAKE256、KT128、および KT256 には次の利点があります。
* Unlike SHA3-224, SHA3-256, SHA3-384, and SHA3-512, the TurboSHAKE and KangarooTwelve functions have an extendable output.
* SHA3-224、SHA3-256、SHA3-384、SHA3-512 とは異なり、TurboSHAKE 関数と KangarooTwelve 関数には拡張可能な出力があります。
* Unlike any functions in [FIPS202], and similar to functions in [SP800-185], KT128 and KT256 allow the use of a customization string.
* [FIPS202] の他の関数とは異なり、[SP800-185] の関数と同様に、KT128 および KT256 ではカスタマイズ文字列の使用が許可されています。
* Unlike any functions in [FIPS202] and [SP800-185] except for ParallelHash, KT128 and KT256 exploit available parallelism.
* ParallelHash を除く [FIPS202] および [SP800-185] の関数とは異なり、KT128 および KT256 は利用可能な並列処理を利用します。
* Unlike ParallelHash, KT128 and KT256 do not have overhead when processing short messages.
* ParallelHash とは異なり、KT128 と KT256 にはショート メッセージを処理する際のオーバーヘッドがありません。
* The permutation in the TurboSHAKE functions has half the number of rounds compared to the one in the SHA-3 and SHAKE functions, making them faster than any function defined in [FIPS202]. The KangarooTwelve functions immediately benefit from the same speedup, improving over [FIPS202] and [SP800-185].
* TurboSHAKE 関数の順列は、SHA-3 および SHAKE 関数の順列に比べてラウンド数が半分であるため、[FIPS202] で定義されているどの関数よりも高速になります。KangarooTwelve 関数は同じ高速化の恩恵をすぐに受けられ、[FIPS202] および [SP800-185] よりも改善されています。
With respect to SHA-256, SHA-512, and other functions defined in [FIPS180], TurboSHAKE128, TurboSHAKE256, KT128, and KT256 feature the following advantages:
SHA-256、SHA-512、および [FIPS180] で定義されているその他の関数に関して、TurboSHAKE128、TurboSHAKE256、KT128、および KT256 には次の利点があります。
* Unlike any functions in [FIPS180], the TurboSHAKE and KangarooTwelve functions have an extendable output.
* [FIPS180] の他の関数とは異なり、TurboSHAKE 関数と KangarooTwelve 関数には拡張可能な出力があります。
* The TurboSHAKE functions produce output at the same rate as they process input, whereas SHA-256 and SHA-512, when used in a mask generation function (MGF) construction, produce output half as fast as they process input.
* TurboSHAKE 関数は入力の処理と同じ速度で出力を生成しますが、SHA-256 および SHA-512 をマスク生成関数 (MGF) の構築で使用すると、入力の処理の半分の速度で出力を生成します。
* Unlike the SHA-256 and SHA-512 functions, TurboSHAKE128, TurboSHAKE256, KT128, and KT256 do not suffer from the length extension weakness.
* SHA-256 および SHA-512 関数とは異なり、TurboSHAKE128、TurboSHAKE256、KT128、および KT256 には長さ拡張の弱点がありません。
* Unlike any functions in [FIPS180], TurboSHAKE128, TurboSHAKE256, KT128, and KT256 use a round function with algebraic degree 2, which makes them more suitable to masking techniques for protections against side-channel attacks.
* [FIPS180] の他の関数とは異なり、TurboSHAKE128、TurboSHAKE256、KT128、および KT256 は代数次数 2 のラウンド関数を使用するため、サイドチャネル攻撃に対する保護のためのマスキング手法により適しています。
This document represents the consensus of the Crypto Forum Research Group (CFRG) in the IRTF. It has been reviewed by two members of the Crypto Review Panel, as well as by several members of the CFRG. It is not an IETF product and is not a standard.
この文書は、IRTF の暗号フォーラム研究グループ (CFRG) の総意を表しています。これは、暗号レビューパネルの 2 人のメンバーと CFRG の数人のメンバーによってレビューされました。これは IETF 製品ではなく、標準でもありません。
The key words "MUST", "MUST NOT", "REQUIRED", "SHALL", "SHALL NOT", "SHOULD", "SHOULD NOT", "RECOMMENDED", "NOT RECOMMENDED", "MAY", and "OPTIONAL" in this document are to be interpreted as described in BCP 14 [RFC2119] [RFC8174] when, and only when, they appear in all capitals, as shown here.
このドキュメント内のキーワード「MUST」、「MUST NOT」、「REQUIRED」、「SHALL」、「SHALL NOT」、「SHOULD」、「SHOULD NOT」、「RECOMMENDED」、「NOT RECOMMENDED」、「MAY」、および「OPTIONAL」は、ここに示すようにすべて大文字で表示されている場合にのみ、BCP 14 [RFC2119] [RFC8174] で説明されているように解釈されます。
The following notations are used throughout the document:
ドキュメント全体で次の表記が使用されます。
* `...` denotes a string of bytes given in hexadecimal. For example, `0B 80`.
* 「...」は、16 進数で指定されたバイト列を示します。たとえば、「0B 80」です。
* |s| denotes the length of a byte string `s`. For example, |`FF FF`| = 2.
* |s|はバイト列 `s` の長さを示します。たとえば、 |`FF FF`|= 2。
* `00`^b denotes a byte string consisting of the concatenation of b bytes `00`. For example, `00`^7 = `00 00 00 00 00 00 00`.
* '００'＾ｂは、ｂバイトの'００'を連結したバイト列を表す。たとえば、`00`^7 = `00 00 00 00 00 00 00` となります。
* `00`^0 denotes the empty byte string.
* `00`^0 は空のバイト列を表します。
* a||b denotes the concatenation of two strings, a and b. For example, `10`||`F1` = `10 F1`.
* a||b は、2 つの文字列 a と b の連結を示します。たとえば、`10`||`F1` = `10 F1` となります。
* s[n:m] denotes the selection of bytes from n (inclusive) to m (exclusive) of a string s. The indexing of a byte string starts at 0. For example, for s = `A5 C6 D7`, s[0:1] = `A5` and s[1:3] = `C6 D7`.
* s[n:m] は、文字列 s の n (両端を含む) から m (両端を含まない) までのバイトの選択を示します。バイト文字列のインデックスは 0 から始まります。たとえば、s = `A5 C6 D7`、s[0:1] = `A5`、および s[1:3] = `C6 D7` の場合。
* s[n:] denotes the selection of bytes from n to the end of a string s. For example, for s = `A5 C6 D7`, s[0:] = `A5 C6 D7` and s[2:] = `D7`.
* s[n:] は、n から文字列 s の終わりまでのバイトの選択を示します。たとえば、s = `A5 C6 D7`、s[0:] = `A5 C6 D7`、および s[2:] = `D7` の場合。
In the following, x and y are byte strings of equal length:
以下では、x と y は同じ長さのバイト文字列です。
* x^=y denotes x takes the value x XOR y.
* x^=y は、x が値 x XOR y を取ることを示します。
* x & y denotes x AND y.
* x & y は x AND y を表します。
In the following, x and y are integers:
以下では、x と y は整数です。
* x+=y denotes x takes the value x + y.
* x+=y は、x が値 x + y を取ることを示します。
* x-=y denotes x takes the value x - y.
* x-=y は、x が値 x - y を取ることを示します。
* x**y denotes the exponentiation of x by y.
* x**y は、x の y による累乗を表します。
* x mod y denotes the remainder of the division of x by y.
* x mod y は、x を y で割った余りを表します。
* x / y denotes the integer dividend of the division of x by y.
* x / y は、x を y で割った整数の被除数を示します。
TurboSHAKE is a family of eXtendable-Output Functions (XOFs). Internally, it makes use of the sponge construction, parameterized by two integers, the rate and the capacity, that sum to the permutation width (here, 1600 bits). The rate gives the number of bits processed or produced per call to the permutation, whereas the capacity determines the security level; see [FIPS202] for more details. This document focuses on only two instances, namely TurboSHAKE128 and TurboSHAKE256. (Note that the original definition includes a wider range of instances parameterized by their capacity [TURBOSHAKE].)
TurboSHAKE は、eXtendable-Output Functions (XOF) のファミリーです。内部的には、レートと容量の 2 つの整数でパラメータ化されたスポンジ構造を利用し、その合計が順列幅 (ここでは 1600 ビット) になります。レートは順列への呼び出しごとに処理または生成されるビット数を示しますが、容量はセキュリティ レベルを決定します。詳細については、[FIPS202] を参照してください。このドキュメントでは、TurboSHAKE128 と TurboSHAKE256 という 2 つのインスタンスのみに焦点を当てます。(元の定義には、容量 [TURBOSHAKE] によってパラメーター化された、より広範囲のインスタンスが含まれていることに注意してください。)
A TurboSHAKE instance takes a byte string M, an OPTIONAL byte D, and a positive integer L as input parameters, where:
TurboSHAKE インスタンスは、バイト文字列 M、オプションのバイト D、および正の整数 L を入力パラメータとして受け取ります。
* M byte string is the message,
* M バイトの文字列がメッセージです。
* D byte in the range [`01`, `02`, .. , `7F`] is an OPTIONAL domain separation byte, and
* [`01`, `02`, .. , `7F`] の範囲の D バイトはオプションのドメイン分離バイトであり、
* L positive integer is the requested number of output bytes.
* L の正の整数は、要求された出力バイト数です。
Conceptually, an XOF can be viewed as a hash function with an infinitely long output truncated to L bytes. This means that calling an XOF with the same input parameters but two different lengths yields outputs such that the shorter one is a prefix of the longer one. Specifically, if L1 < L2, then TurboSHAKE(M, D, L1) is the same as the first L1 bytes of TurboSHAKE(M, D, L2).
概念的には、XOF は、L バイトに切り詰められた無限に長い出力を持つハッシュ関数とみなすことができます。これは、同じ入力パラメータで 2 つの異なる長さを指定して XOF を呼び出すと、短い方が長い方のプレフィックスになるような出力が生成されることを意味します。具体的には、L1 < L2 の場合、TurboSHAKE(M, D, L1) は TurboSHAKE(M, D, L2) の最初の L1 バイトと同じになります。
By default, the domain separation byte is `1F`. For an API that does not support a domain separation byte, D MUST be the `1F`.
デフォルトでは、ドメイン分離バイトは「1F」です。ドメイン分離バイトをサポートしない API の場合、D は `1F` でなければなりません。
The TurboSHAKE instance produces output that is a hash of the (M, D) couple. If D is fixed, this becomes a hash of the message M. However, a protocol that requires a number of independent hash functions can choose different values for D to implement these. Specifically, for distinct values D1 and D2, TurboSHAKE(M, D1, L1) and TurboSHAKE(M, D2, L2) yield independent hashes of M.
TurboSHAKE インスタンスは、(M, D) カップルのハッシュである出力を生成します。D が固定されている場合、これはメッセージ M のハッシュになります。ただし、多数の独立したハッシュ関数を必要とするプロトコルでは、これらを実装するために D に異なる値を選択できます。具体的には、個別の値 D1 と D2 の場合、TurboSHAKE(M, D1, L1) と TurboSHAKE(M, D2, L2) は M の独立したハッシュを生成します。
Note that an implementation MAY propose an incremental input interface where the input string M is given in pieces. If so, the output MUST be the same as if the function was called with M equal to the concatenation of the different pieces in the order they were given. Independently, an implementation MAY propose an incremental output interface where the output string is requested in pieces of given lengths. When the output is formed by concatenating the pieces in the requested order, it MUST be the same as if the function was called with L equal to the sum of the given lengths.
実装では、入力文字列 M が分割して与えられるインクリメンタル入力インターフェイスを提案してもよいことに注意してください。そうである場合、出力は、与えられた順序で異なる部分を連結したものに等しい M を指定して関数が呼び出された場合と同じでなければなりません (MUST)。独立して、実装は、出力文字列が指定された長さの断片で要求される増分出力インターフェイスを提案してもよい(MAY)。要求された順序で部分を連結することによって出力が形成される場合、それは、指定された長さの合計に等しい L で関数が呼び出された場合と同じでなければなりません (MUST)。
TurboSHAKE makes use of the permutation Keccak-p[1600,n_r=12], i.e., the permutation used in SHAKE and SHA-3 functions reduced to its last n_r=12 rounds as specified in FIPS 202; see Sections 3.3 and 3.4 of [FIPS202]. KP denotes this permutation.
TurboSHAKE は、順列 Keccak-p[1600,n_r=12] を利用します。つまり、FIPS 202 で指定されているように、SHAKE および SHA-3 関数で使用される順列が最後の n_r=12 ラウンドに縮小されます。[FIPS202] のセクション 3.3 および 3.4 を参照。KP はこの順列を示します。
Similarly to SHAKE128, TurboSHAKE128 is a sponge function calling this permutation KP with a rate of 168 bytes or 1344 bits. It follows that TurboSHAKE128 has a capacity of 1600 - 1344 = 256 bits or 32 bytes. Respectively to SHAKE256, TurboSHAKE256 makes use of a rate of 136 bytes or 1088 bits and has a capacity of 512 bits or 64 bytes.
SHAKE128 と同様に、TurboSHAKE128 は、168 バイトまたは 1344 ビットのレートでこの順列 KP を呼び出すスポンジ関数です。したがって、TurboSHAKE128 の容量は 1600 - 1344 = 256 ビットまたは 32 バイトになります。SHAKE256 に対して、TurboSHAKE256 は 136 バイトまたは 1088 ビットのレートを利用し、512 ビットまたは 64 バイトの容量を持ちます。
+---------------+===========+==========+
| | Rate | Capacity |
+===============+===========+==========+
| TurboSHAKE128 | 168 Bytes | 32 Bytes |
+===============+-----------+----------+
| TurboSHAKE256 | 136 Bytes | 64 Bytes |
+===============+-----------+----------+
Table 1
We now describe the operations inside TurboSHAKE128.
TurboSHAKE128 内部の動作を説明します。
* First, the input M' is formed by appending the domain separation byte D to the message M.
* まず、入力 M' は、ドメイン分離バイト D をメッセージ M に追加することによって形成されます。
* If the length of M' is not a multiple of 168 bytes, then it is padded with zeros at the end to make it a multiple of 168 bytes. If M' is already a multiple of 168 bytes, then no padding is added. Then, a byte `80` is XORed to the last byte of the padded input M' and the resulting string is split into a sequence of 168-byte blocks.
* M' の長さが 168 バイトの倍数でない場合は、168 バイトの倍数にするために最後にゼロが埋め込まれます。M' がすでに 168 バイトの倍数である場合、パディングは追加されません。次に、バイト「80」がパディングされた入力 M' の最後のバイトと XOR 演算され、結果の文字列が 168 バイトのブロックのシーケンスに分割されます。
* M' never has a length of 0 bytes due to the presence of the domain separation byte.
* ドメイン分離バイトが存在するため、M' の長さが 0 バイトになることはありません。
* As defined by the sponge construction, the process operates on a state and consists of two phases: the absorbing phase, which processes the padded input M', and the squeezing phase, which produces the output.
* スポンジ構造で定義されているように、プロセスは状態に基づいて動作し、パッドされた入力 M' を処理する吸収フェーズと、出力を生成する絞りフェーズの 2 つのフェーズで構成されます。
* In the absorbing phase, the state is initialized to all zero. The message blocks are XORed into the first 168 bytes of the state. Each block absorbed is followed with an application of KP to the state.
* 吸収フェーズでは、状態はすべて 0 に初期化されます。メッセージ ブロックは、状態の最初の 168 バイトに XOR 演算されます。吸収された各ブロックの後に、状態に KP が適用されます。
* In the squeezing phase, the output is formed by taking the first 168 bytes of the state, applying KP to the state, and repeating as many times as is necessary.
* 圧縮フェーズでは、状態の最初の 168 バイトを取得し、その状態に KP を適用し、必要な回数だけ繰り返すことによって出力が形成されます。
TurboSHAKE256 performs the same steps but makes use of 136-byte blocks with respect to the padding, absorbing, and squeezing phases.
TurboSHAKE256 は同じ手順を実行しますが、パディング、吸収、およびスクイージングのフェーズに関して 136 バイトのブロックを使用します。
The definition of the TurboSHAKE functions equivalently implements the pad10*1 rule; see Section 5.1 of [FIPS202] for a definition of pad10*1. While M can be empty, the D byte is always present and is in the `01`-`7F` range. This last byte serves as domain separation and integrates the first bit of padding of the pad10*1 rule (hence, it cannot be `00`). Additionally, it must leave room for the second bit of padding (hence, it cannot have the most significant bit (MSB) set to 1), should it be the last byte of the block. For more details, refer to Section 6.1 of [KT] and Section 3 of [TURBOSHAKE].
TurboSHAKE 関数の定義は、pad10*1 ルールを同等に実装します。Pad10*1 の定義については、[FIPS202] のセクション 5.1 を参照してください。M は空にすることもできますが、D バイトは常に存在し、「01」から「7F」の範囲内にあります。この最後のバイトはドメイン分離として機能し、pad10*1 ルールのパディングの最初のビットを統合します (したがって、「00」にすることはできません)。さらに、それがブロックの最後のバイトである場合、パディングの 2 番目のビット用の余地を残しておく必要があります (したがって、最上位ビット (MSB) を 1 に設定することはできません)。詳細については、[KT] のセクション 6.1 および [TURBOSHAKE] のセクション 3 を参照してください。
The pseudocode versions of TurboSHAKE128 and TurboSHAKE256 are provided in Appendices A.2 and A.3, respectively.
TurboSHAKE128 と TurboSHAKE256 の擬似コード バージョンは、それぞれ付録 A.2 と A.3 に提供されています。
KangarooTwelve is a family of eXtendable-Output Functions (XOFs) consisting of the KT128 and KT256 instances. A KangarooTwelve instance takes two byte strings (M, C) and a positive integer L as input parameters, where:
KangarooTwelve は、KT128 インスタンスと KT256 インスタンスで構成される eXtendable-Output Function (XOF) ファミリです。KangarooTwelve インスタンスは、2 バイト文字列 (M、C) と正の整数 L を入力パラメータとして受け取ります。
* M byte string is the message,
* M バイトの文字列がメッセージです。
* C byte string is an OPTIONAL customization string, and
* C バイト文字列はオプションのカスタマイズ文字列であり、
* L positive integer is the requested number of output bytes.
* L の正の整数は、要求された出力バイト数です。
The customization string MAY serve as domain separation. It is typically a short string such as a name or an identifier (e.g., URI, Object Identifier (OID), etc.). It can serve the same purpose as TurboSHAKE's D input parameter (see Section 2.1) but with a larger range.
カスタマイズ文字列はドメイン分離として機能してもよい(MAY)。これは通常、名前や識別子 (URI、オブジェクト識別子 (OID) など) などの短い文字列です。TurboSHAKE の D 入力パラメータ (セクション 2.1 を参照) と同じ目的を果たすことができますが、範囲がより広くなります。
By default, the customization string is the empty string. For an API that does not support a customization string parameter, C MUST be the empty string.
デフォルトでは、カスタマイズ文字列は空の文字列です。カスタマイズ文字列パラメータをサポートしない API の場合、C は空の文字列でなければなりません。
Note that an implementation MAY propose an interface with the input and/or output provided incrementally, as specified in Section 2.1.
実装は、セクション 2.1 で指定されているように、段階的に提供される入力および/または出力とのインターフェイスを提案してもよいことに注意してください。
On top of the sponge function TurboSHAKE128, KT128 uses a Sakura-compatible tree hash mode [SAKURA]. First, merge M and the OPTIONAL C to a single input string S in a reversible way. length_encode( |C| ) gives the length in bytes of C as a byte string. See Section 3.3.
KT128は、スポンジ機能TurboSHAKE128に加えて、さくら互換のツリーハッシュモード[SAKURA]を採用しています。まず、M と OPTIONAL C を単一の入力文字列 S に可逆的な方法でマージします。length_encode( |C| ) は、C のバイト長をバイト文字列として返します。セクション 3.3 を参照してください。
S = M || C || length_encode( |C| )
Then, split S into n chunks of 8192 bytes.
次に、S を 8192 バイトの n 個のチャンクに分割します。
S = S_0 || .. || S_(n-1)
|S_0| = .. = |S_(n-2)| = 8192 bytes
|S_(n-1)| <= 8192 bytes
From S_1 .. S_(n-1), compute the 32-byte chaining values CV_1 .. CV_(n-1). In order to be optimally efficient, this computation MAY exploit the parallelism available on the platform, such as single instruction, multiple data (SIMD) instructions.
S_1 .. S_(n-1) から、32 バイトの連鎖値 CV_1 .. CV_(n-1) を計算します。最適な効率を実現するために、この計算は、単一命令複数データ (SIMD) 命令など、プラットフォームで利用可能な並列処理を利用してもよい(MAY)。
CV_i = TurboSHAKE128( S_i, `0B`, 32 )
Compute the final node: FinalNode.
最終ノード FinalNode を計算します。
* If |S| <= 8192 bytes, FinalNode = S.
* |S| の場合<= 8192 バイト、FinalNode = S。
* Otherwise, compute FinalNode as follows:
* それ以外の場合は、次のように FinalNode を計算します。
FinalNode = S_0 || `03 00 00 00 00 00 00 00`
FinalNode = FinalNode || CV_1
..
FinalNode = FinalNode || CV_(n-1)
FinalNode = FinalNode || length_encode(n-1)
FinalNode = FinalNode || `FF FF`
Finally, the KT128 output is retrieved:
最後に、KT128 出力が取得されます。
* If |S| <= 8192 bytes, from TurboSHAKE128( FinalNode, `07`, L )
* |S| の場合<= 8192 バイト、TurboSHAKE128( FinalNode, `07`, L ) から
KT128( M, C, L ) = TurboSHAKE128( FinalNode, `07`, L )
* Otherwise, from TurboSHAKE128( FinalNode, `06`, L )
* それ以外の場合、TurboSHAKE128( FinalNode, `06`, L ) から
KT128( M, C, L ) = TurboSHAKE128( FinalNode, `06`, L )
The following figure illustrates the computation flow of KT128 for |S| <= 8192 bytes:
次の図は、|S| に対する KT128 の計算フローを示しています。<= 8192 バイト:
+--------------+ TurboSHAKE128(.., `07`, L)
| S |-----------------------------> output
+--------------+
The following figure illustrates the computation flow of KT128 for |S| > 8192 bytes and where TurboSHAKE128 and length_encode( x ) are abbreviated as TSHK128 and l_e( x ), respectively:
次の図は、|S| に対する KT128 の計算フローを示しています。> 8192 バイトであり、TurboSHAKE128 と length_encode( x ) はそれぞれ TSHK128 と l_e( x ) と省略されます。
+--------------+
| S_0 |
+--------------+
||
+--------------+
| `03`||`00`^7 |
+--------------+
||
+---------+ TSHK128(..,`0B`,32) +--------------+
| S_1 |---------------------->| CV_1 |
+---------+ +--------------+
||
+---------+ TSHK128(..,`0B`,32) +--------------+
| S_2 |---------------------->| CV_2 |
+---------+ +--------------+
||
.. ..
||
+---------+ TSHK128(..,`0B`,32) +--------------+
| S_(n-1) |----------------------->| CV_(n-1) |
+---------+ +--------------+
||
+--------------+
| l_e( n-1 ) |
+--------------+
||
+--------------+
| `FF FF` |
+--------------+
| TSHK128(.., `06`, L)
+--------------------> output
A pseudocode version is provided in Appendix A.4.
疑似コードのバージョンは付録 A.4 に記載されています。
The table below gathers the values of the domain separation bytes used by the tree hash mode:
以下の表は、ツリー ハッシュ モードで使用されるドメイン分離バイトの値をまとめたものです。
+==================+======+
| Type | Byte |
+==================+======+
| SingleNode | `07` |
+------------------+------+
| IntermediateNode | `0B` |
+------------------+------+
| FinalNode | `06` |
+------------------+------+
Table 2
The function length_encode takes as inputs a non-negative integer x < 256**255 and outputs a string of bytes x_(n-1) || .. || x_0 || n where
関数 length_encode は、負でない整数 x < 256**255 を入力として受け取り、バイト文字列 x_(n-1) || を出力します。.. ||x_0 ||どこで
x = sum of 256**i * x_i for i from 0 to n-1
and where n is the smallest non-negative integer such that x < 256**n. n is also the length of x_(n-1) || .. || x_0.
ここで、n は、x < 256**n となる最小の非負の整数です。n は x_(n-1) の長さでもあります ||.. ||x_0。
For example, length_encode(0) = `00`, length_encode(12) = `0C 01`, and length_encode(65538) = `01 00 02 03`.
たとえば、length_encode(0) = `00`、length_encode(12) = `0C 01`、および length_encode(65538) = `01 00 02 03` です。
A pseudocode version is as follows, where { b } denotes the byte of numerical value b.
擬似コードのバージョンは次のとおりです。ここで、{ b } は数値 b のバイトを示します。
length_encode(x):
S = `00`^0
while x > 0
S = { x mod 256 } || S
x = x / 256
S = S || { |S| }
return S
end
KT256 is specified exactly like KT128, with two differences:
KT256 は KT128 とまったく同じように指定されますが、次の 2 つの違いがあります。
* All the calls to TurboSHAKE128 in KT128 are replaced with calls to TurboSHAKE256 in KT256.
* KT128 の TurboSHAKE128 への呼び出しはすべて、KT256 の TurboSHAKE256 への呼び出しに置き換えられます。
* The chaining values CV_1 to CV_(n-1) are 64 bytes long in KT256 and are computed as follows:
* チェーン値 CV_1 から CV_(n-1) は、KT256 では 64 バイトの長さであり、次のように計算されます。
CV_i = TurboSHAKE256( S_i, `0B`, 64 )
A pseudocode version is provided in Appendix A.5.
疑似コード バージョンは付録 A.5 に提供されています。
Implementing a Message Authentication Code (MAC) with KT128 or KT256 MAY use a hash-then-MAC construction. This document defines and recommends a method called HopMAC:
KT128 または KT256 を使用したメッセージ認証コード (MAC) の実装では、hash-then-MAC 構造を使用してもよい(MAY)。この文書では、HopMAC と呼ばれる方法を定義し、推奨しています。
HopMAC128(Key, M, C, L) = KT128(Key, KT128(M, C, 32), L)
HopMAC256(Key, M, C, L) = KT256(Key, KT256(M, C, 64), L)
Similarly to Hashed Message Authentication Code (HMAC), HopMAC consists of two calls: an inner call compressing the message M and the optional customization string C to a digest and an outer call computing the tag from the key and the digest.
ハッシュ メッセージ認証コード (HMAC) と同様に、HopMAC は 2 つの呼び出しで構成されます。1 つはメッセージ M とオプションのカスタマイズ文字列 C をダイジェストに圧縮する内部呼び出しで、もう 1 つはキーとダイジェストからタグを計算する外部呼び出しです。
Unlike HMAC, the inner call to KangarooTwelve in HopMAC is keyless and does not require additional protection against side channel attacks (SCAs). Consequently, in an implementation that has to protect the HopMAC key against an SCA, only the outer call needs protection, and this amounts to a single execution of the underlying permutation (assuming the key length is at most 69 bytes).
HMAC とは異なり、HopMAC の KangarooTwelve への内部呼び出しはキーレスであり、サイド チャネル攻撃 (SCA) に対する追加の保護を必要としません。したがって、HopMAC キーを SCA から保護する必要がある実装では、保護が必要なのは外側の呼び出しのみであり、これは基礎となる置換の 1 回の実行に相当します (キーの長さが最大 69 バイトであると仮定)。
In any case, TurboSHAKE128, TurboSHAKE256, KT128, and KT256 MAY be used to compute a MAC with the key reversibly prepended or appended to the input. For instance, one MAY compute a MAC on short messages simply calling KT128 with the key as the customization string, i.e., MAC = KT128(M, Key, L).
いずれの場合も、TurboSHAKE128、TurboSHAKE256、KT128、および KT256 を使用して、入力の先頭または末尾に可逆的にキーを付加して MAC を計算できます。たとえば、カスタマイズ文字列としてキーを使用して KT128 を呼び出すだけで、ショート メッセージの MAC を計算できます (つまり、MAC = KT128(M, Key, L))。
Test vectors are based on the repetition of the pattern `00 01 02 .. F9 FA` with a specific length. ptn(n) defines a string by repeating the pattern `00 01 02 .. F9 FA` as many times as necessary and truncated to n bytes, for example:
テスト ベクトルは、特定の長さのパターン「00 01 02 .. F9 FA」の繰り返しに基づいています。ptn(n) は、パターン「00 01 02 .. F9 FA」を必要なだけ繰り返し、n バイトに切り詰めて文字列を定義します。次に例を示します。
Pattern for a length of 17 bytes:
ptn(17) =
`00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D 0E 0F 10`
Pattern for a length of 17**2 bytes:
ptn(17**2) =
`00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D 0E 0F
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 1A 1B 1C 1D 1E 1F
20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 2A 2B 2C 2D 2E 2F
30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 3A 3B 3C 3D 3E 3F
40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 4A 4B 4C 4D 4E 4F
50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 5A 5B 5C 5D 5E 5F
60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 6A 6B 6C 6D 6E 6F
70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 7A 7B 7C 7D 7E 7F
80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 8A 8B 8C 8D 8E 8F
90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 9A 9B 9C 9D 9E 9F
A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 AA AB AC AD AE AF
B0 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 BA BB BC BD BE BF
C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 CA CB CC CD CE CF
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 DA DB DC DD DE DF
E0 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 EA EB EC ED EE EF
F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 FA
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D 0E 0F
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 1A 1B 1C 1D 1E 1F
20 21 22 23 24 25`
TurboSHAKE128(M=`00`^0, D=`1F`, 32):
`1E 41 5F 1C 59 83 AF F2 16 92 17 27 7D 17 BB 53
8C D9 45 A3 97 DD EC 54 1F 1C E4 1A F2 C1 B7 4C`
TurboSHAKE128(M=`00`^0, D=`1F`, 64):
`1E 41 5F 1C 59 83 AF F2 16 92 17 27 7D 17 BB 53
8C D9 45 A3 97 DD EC 54 1F 1C E4 1A F2 C1 B7 4C
3E 8C CA E2 A4 DA E5 6C 84 A0 4C 23 85 C0 3C 15
E8 19 3B DF 58 73 73 63 32 16 91 C0 54 62 C8 DF`
TurboSHAKE128(M=`00`^0, D=`1F`, 10032), last 32 bytes:
`A3 B9 B0 38 59 00 CE 76 1F 22 AE D5 48 E7 54 DA
10 A5 24 2D 62 E8 C6 58 E3 F3 A9 23 A7 55 56 07`
TurboSHAKE128(M=ptn(17**0 bytes), D=`1F`, 32):
`55 CE DD 6F 60 AF 7B B2 9A 40 42 AE 83 2E F3 F5
8D B7 29 9F 89 3E BB 92 47 24 7D 85 69 58 DA A9`
TurboSHAKE128(M=ptn(17**1 bytes), D=`1F`, 32):
`9C 97 D0 36 A3 BA C8 19 DB 70 ED E0 CA 55 4E C6
E4 C2 A1 A4 FF BF D9 EC 26 9C A6 A1 11 16 12 33`
TurboSHAKE128(M=ptn(17**2 bytes), D=`1F`, 32):
`96 C7 7C 27 9E 01 26 F7 FC 07 C9 B0 7F 5C DA E1
E0 BE 60 BD BE 10 62 00 40 E7 5D 72 23 A6 24 D2`
TurboSHAKE128(M=ptn(17**3 bytes), D=`1F`, 32):
`D4 97 6E B5 6B CF 11 85 20 58 2B 70 9F 73 E1 D6
85 3E 00 1F DA F8 0E 1B 13 E0 D0 59 9D 5F B3 72`
TurboSHAKE128(M=ptn(17**4 bytes), D=`1F`, 32):
`DA 67 C7 03 9E 98 BF 53 0C F7 A3 78 30 C6 66 4E
14 CB AB 7F 54 0F 58 40 3B 1B 82 95 13 18 EE 5C`
TurboSHAKE128(M=ptn(17**5 bytes), D=`1F`, 32):
`B9 7A 90 6F BF 83 EF 7C 81 25 17 AB F3 B2 D0 AE
A0 C4 F6 03 18 CE 11 CF 10 39 25 12 7F 59 EE CD`
TurboSHAKE128(M=ptn(17**6 bytes), D=`1F`, 32):
`35 CD 49 4A DE DE D2 F2 52 39 AF 09 A7 B8 EF 0C
4D 1C A4 FE 2D 1A C3 70 FA 63 21 6F E7 B4 C2 B1`
TurboSHAKE128(M=`FF FF FF`, D=`01`, 32):
`BF 32 3F 94 04 94 E8 8E E1 C5 40 FE 66 0B E8 A0
C9 3F 43 D1 5E C0 06 99 84 62 FA 99 4E ED 5D AB`
TurboSHAKE128(M=`FF`, D=`06`, 32):
`8E C9 C6 64 65 ED 0D 4A 6C 35 D1 35 06 71 8D 68
7A 25 CB 05 C7 4C CA 1E 42 50 1A BD 83 87 4A 67`
TurboSHAKE128(M=`FF FF FF`, D=`07`, 32):
`B6 58 57 60 01 CA D9 B1 E5 F3 99 A9 F7 77 23 BB
A0 54 58 04 2D 68 20 6F 72 52 68 2D BA 36 63 ED`
TurboSHAKE128(M=`FF FF FF FF FF FF FF`, D=`0B`, 32):
`8D EE AA 1A EC 47 CC EE 56 9F 65 9C 21 DF A8 E1
12 DB 3C EE 37 B1 81 78 B2 AC D8 05 B7 99 CC 37`
TurboSHAKE128(M=`FF`, D=`30`, 32):
`55 31 22 E2 13 5E 36 3C 32 92 BE D2 C6 42 1F A2
32 BA B0 3D AA 07 C7 D6 63 66 03 28 65 06 32 5B`
TurboSHAKE128(M=`FF FF FF`, D=`7F`, 32):
`16 27 4C C6 56 D4 4C EF D4 22 39 5D 0F 90 53 BD
A6 D2 8E 12 2A BA 15 C7 65 E5 AD 0E 6E AF 26 F9`
TurboSHAKE256(M=`00`^0, D=`1F`, 64):
`36 7A 32 9D AF EA 87 1C 78 02 EC 67 F9 05 AE 13
C5 76 95 DC 2C 66 63 C6 10 35 F5 9A 18 F8 E7 DB
11 ED C0 E1 2E 91 EA 60 EB 6B 32 DF 06 DD 7F 00
2F BA FA BB 6E 13 EC 1C C2 0D 99 55 47 60 0D B0`
TurboSHAKE256(M=`00`^0, D=`1F`, 10032), last 32 bytes:
`AB EF A1 16 30 C6 61 26 92 49 74 26 85 EC 08 2F
20 72 65 DC CF 2F 43 53 4E 9C 61 BA 0C 9D 1D 75`
TurboSHAKE256(M=ptn(17**0 bytes), D=`1F`, 64):
`3E 17 12 F9 28 F8 EA F1 05 46 32 B2 AA 0A 24 6E
D8 B0 C3 78 72 8F 60 BC 97 04 10 15 5C 28 82 0E
90 CC 90 D8 A3 00 6A A2 37 2C 5C 5E A1 76 B0 68
2B F2 2B AE 74 67 AC 94 F7 4D 43 D3 9B 04 82 E2`
TurboSHAKE256(M=ptn(17**1 bytes), D=`1F`, 64):
`B3 BA B0 30 0E 6A 19 1F BE 61 37 93 98 35 92 35
78 79 4E A5 48 43 F5 01 10 90 FA 2F 37 80 A9 E5
CB 22 C5 9D 78 B4 0A 0F BF F9 E6 72 C0 FB E0 97
0B D2 C8 45 09 1C 60 44 D6 87 05 4D A5 D8 E9 C7`
TurboSHAKE256(M=ptn(17**2 bytes), D=`1F`, 64):
`66 B8 10 DB 8E 90 78 04 24 C0 84 73 72 FD C9 57
10 88 2F DE 31 C6 DF 75 BE B9 D4 CD 93 05 CF CA
E3 5E 7B 83 E8 B7 E6 EB 4B 78 60 58 80 11 63 16
FE 2C 07 8A 09 B9 4A D7 B8 21 3C 0A 73 8B 65 C0`
TurboSHAKE256(M=ptn(17**3 bytes), D=`1F`, 64):
`C7 4E BC 91 9A 5B 3B 0D D1 22 81 85 BA 02 D2 9E
F4 42 D6 9D 3D 42 76 A9 3E FE 0B F9 A1 6A 7D C0
CD 4E AB AD AB 8C D7 A5 ED D9 66 95 F5 D3 60 AB
E0 9E 2C 65 11 A3 EC 39 7D A3 B7 6B 9E 16 74 FB`
TurboSHAKE256(M=ptn(17**4 bytes), D=`1F`, 64):
`02 CC 3A 88 97 E6 F4 F6 CC B6 FD 46 63 1B 1F 52
07 B6 6C 6D E9 C7 B5 5B 2D 1A 23 13 4A 17 0A FD
AC 23 4E AB A9 A7 7C FF 88 C1 F0 20 B7 37 24 61
8C 56 87 B3 62 C4 30 B2 48 CD 38 64 7F 84 8A 1D`
TurboSHAKE256(M=ptn(17**5 bytes), D=`1F`, 64):
`AD D5 3B 06 54 3E 58 4B 58 23 F6 26 99 6A EE 50
FE 45 ED 15 F2 02 43 A7 16 54 85 AC B4 AA 76 B4
FF DA 75 CE DF 6D 8C DC 95 C3 32 BD 56 F4 B9 86
B5 8B B1 7D 17 78 BF C1 B1 A9 75 45 CD F4 EC 9F`
TurboSHAKE256(M=ptn(17**6 bytes), D=`1F`, 64):
`9E 11 BC 59 C2 4E 73 99 3C 14 84 EC 66 35 8E F7
1D B7 4A EF D8 4E 12 3F 78 00 BA 9C 48 53 E0 2C
FE 70 1D 9E 6B B7 65 A3 04 F0 DC 34 A4 EE 3B A8
2C 41 0F 0D A7 0E 86 BF BD 90 EA 87 7C 2D 61 04`
TurboSHAKE256(M=`FF FF FF`, D=`01`, 64):
`D2 1C 6F BB F5 87 FA 22 82 F2 9A EA 62 01 75 FB
02 57 41 3A F7 8A 0B 1B 2A 87 41 9C E0 31 D9 33
AE 7A 4D 38 33 27 A8 A1 76 41 A3 4F 8A 1D 10 03
AD 7D A6 B7 2D BA 84 BB 62 FE F2 8F 62 F1 24 24`
TurboSHAKE256(M=`FF`, D=`06`, 64):
`73 8D 7B 4E 37 D1 8B 7F 22 AD 1B 53 13 E3 57 E3
DD 7D 07 05 6A 26 A3 03 C4 33 FA 35 33 45 52 80
F4 F5 A7 D4 F7 00 EF B4 37 FE 6D 28 14 05 E0 7B
E3 2A 0A 97 2E 22 E6 3A DC 1B 09 0D AE FE 00 4B`
TurboSHAKE256(M=`FF FF FF`, D=`07`, 64):
`18 B3 B5 B7 06 1C 2E 67 C1 75 3A 00 E6 AD 7E D7
BA 1C 90 6C F9 3E FB 70 92 EA F2 7F BE EB B7 55
AE 6E 29 24 93 C1 10 E4 8D 26 00 28 49 2B 8E 09
B5 50 06 12 B8 F2 57 89 85 DE D5 35 7D 00 EC 67`
TurboSHAKE256(M=`FF FF FF FF FF FF FF`, D=`0B`, 64):
`BB 36 76 49 51 EC 97 E9 D8 5F 7E E9 A6 7A 77 18
FC 00 5C F4 25 56 BE 79 CE 12 C0 BD E5 0E 57 36
D6 63 2B 0D 0D FB 20 2D 1B BB 8F FE 3D D7 4C B0
08 34 FA 75 6C B0 34 71 BA B1 3A 1E 2C 16 B3 C0`
TurboSHAKE256(M=`FF`, D=`30`, 64):
`F3 FE 12 87 3D 34 BC BB 2E 60 87 79 D6 B7 0E 7F
86 BE C7 E9 0B F1 13 CB D4 FD D0 C4 E2 F4 62 5E
14 8D D7 EE 1A 52 77 6C F7 7F 24 05 14 D9 CC FC
3B 5D DA B8 EE 25 5E 39 EE 38 90 72 96 2C 11 1A`
TurboSHAKE256(M=`FF FF FF`, D=`7F`, 64):
`AB E5 69 C1 F7 7E C3 40 F0 27 05 E7 D3 7C 9A B7
E1 55 51 6E 4A 6A 15 00 21 D7 0B 6F AC 0B B4 0C
06 9F 9A 98 28 A0 D5 75 CD 99 F9 BA E4 35 AB 1A
CF 7E D9 11 0B A9 7C E0 38 8D 07 4B AC 76 87 76`
KT128(M=`00`^0, C=`00`^0, 32):
`1A C2 D4 50 FC 3B 42 05 D1 9D A7 BF CA 1B 37 51
3C 08 03 57 7A C7 16 7F 06 FE 2C E1 F0 EF 39 E5`
KT128(M=`00`^0, C=`00`^0, 64):
`1A C2 D4 50 FC 3B 42 05 D1 9D A7 BF CA 1B 37 51
3C 08 03 57 7A C7 16 7F 06 FE 2C E1 F0 EF 39 E5
42 69 C0 56 B8 C8 2E 48 27 60 38 B6 D2 92 96 6C
C0 7A 3D 46 45 27 2E 31 FF 38 50 81 39 EB 0A 71`
KT128(M=`00`^0, C=`00`^0, 10032), last 32 bytes:
`E8 DC 56 36 42 F7 22 8C 84 68 4C 89 84 05 D3 A8
34 79 91 58 C0 79 B1 28 80 27 7A 1D 28 E2 FF 6D`
KT128(M=ptn(1 bytes), C=`00`^0, 32):
`2B DA 92 45 0E 8B 14 7F 8A 7C B6 29 E7 84 A0 58
EF CA 7C F7 D8 21 8E 02 D3 45 DF AA 65 24 4A 1F`
KT128(M=ptn(17 bytes), C=`00`^0, 32):
`6B F7 5F A2 23 91 98 DB 47 72 E3 64 78 F8 E1 9B
0F 37 12 05 F6 A9 A9 3A 27 3F 51 DF 37 12 28 88`
KT128(M=ptn(17**2 bytes), C=`00`^0, 32):
`0C 31 5E BC DE DB F6 14 26 DE 7D CF 8F B7 25 D1
E7 46 75 D7 F5 32 7A 50 67 F3 67 B1 08 EC B6 7C`
KT128(M=ptn(17**3 bytes), C=`00`^0, 32):
`CB 55 2E 2E C7 7D 99 10 70 1D 57 8B 45 7D DF 77
2C 12 E3 22 E4 EE 7F E4 17 F9 2C 75 8F 0D 59 D0`
KT128(M=ptn(17**4 bytes), C=`00`^0, 32):
`87 01 04 5E 22 20 53 45 FF 4D DA 05 55 5C BB 5C
3A F1 A7 71 C2 B8 9B AE F3 7D B4 3D 99 98 B9 FE`
KT128(M=ptn(17**5 bytes), C=`00`^0, 32):
`84 4D 61 09 33 B1 B9 96 3C BD EB 5A E3 B6 B0 5C
C7 CB D6 7C EE DF 88 3E B6 78 A0 A8 E0 37 16 82`
KT128(M=ptn(17**6 bytes), C=`00`^0, 32):
`3C 39 07 82 A8 A4 E8 9F A6 36 7F 72 FE AA F1 32
55 C8 D9 58 78 48 1D 3C D8 CE 85 F5 8E 88 0A F8`
KT128(`00`^0, C=ptn(1 bytes), 32):
`FA B6 58 DB 63 E9 4A 24 61 88 BF 7A F6 9A 13 30
45 F4 6E E9 84 C5 6E 3C 33 28 CA AF 1A A1 A5 83`
KT128(`FF`, C=ptn(41 bytes), 32):
`D8 48 C5 06 8C ED 73 6F 44 62 15 9B 98 67 FD 4C
20 B8 08 AC C3 D5 BC 48 E0 B0 6B A0 A3 76 2E C4`
KT128(`FF FF FF`, C=ptn(41**2 bytes), 32):
`C3 89 E5 00 9A E5 71 20 85 4C 2E 8C 64 67 0A C0
13 58 CF 4C 1B AF 89 44 7A 72 42 34 DC 7C ED 74`
KT128(`FF FF FF FF FF FF FF`, C=ptn(41**3 bytes), 32):
`75 D2 F8 6A 2E 64 45 66 72 6B 4F BC FC 56 57 B9
DB CF 07 0C 7B 0D CA 06 45 0A B2 91 D7 44 3B CF`
KT128(M=ptn(8191 bytes), C=`00`^0, 32):
`1B 57 76 36 F7 23 64 3E 99 0C C7 D6 A6 59 83 74
36 FD 6A 10 36 26 60 0E B8 30 1C D1 DB E5 53 D6`
KT128(M=ptn(8192 bytes), C=`00`^0, 32):
`48 F2 56 F6 77 2F 9E DF B6 A8 B6 61 EC 92 DC 93
B9 5E BD 05 A0 8A 17 B3 9A E3 49 08 70 C9 26 C3`
KT128(M=ptn(8192 bytes), C=ptn(8189 bytes), 32):
`3E D1 2F 70 FB 05 DD B5 86 89 51 0A B3 E4 D2 3C
6C 60 33 84 9A A0 1E 1D 8C 22 0A 29 7F ED CD 0B`
KT128(M=ptn(8192 bytes), C=ptn(8190 bytes), 32):
`6A 7C 1B 6A 5C D0 D8 C9 CA 94 3A 4A 21 6C C6 46
04 55 9A 2E A4 5F 78 57 0A 15 25 3D 67 BA 00 AE`
KT256(M=`00`^0, C=`00`^0, 64):
`B2 3D 2E 9C EA 9F 49 04 E0 2B EC 06 81 7F C1 0C
E3 8C E8 E9 3E F4 C8 9E 65 37 07 6A F8 64 64 04
E3 E8 B6 81 07 B8 83 3A 5D 30 49 0A A3 34 82 35
3F D4 AD C7 14 8E CB 78 28 55 00 3A AE BD E4 A9`
KT256(M=`00`^0, C=`00`^0, 128):
`B2 3D 2E 9C EA 9F 49 04 E0 2B EC 06 81 7F C1 0C
E3 8C E8 E9 3E F4 C8 9E 65 37 07 6A F8 64 64 04
E3 E8 B6 81 07 B8 83 3A 5D 30 49 0A A3 34 82 35
3F D4 AD C7 14 8E CB 78 28 55 00 3A AE BD E4 A9
B0 92 53 19 D8 EA 1E 12 1A 60 98 21 EC 19 EF EA
89 E6 D0 8D AE E1 66 2B 69 C8 40 28 9F 18 8B A8
60 F5 57 60 B6 1F 82 11 4C 03 0C 97 E5 17 84 49
60 8C CD 2C D2 D9 19 FC 78 29 FF 69 93 1A C4 D0`
KT256(M=`00`^0, C=`00`^0, 10064), last 64 bytes:
`AD 4A 1D 71 8C F9 50 50 67 09 A4 C3 33 96 13 9B
44 49 04 1F C7 9A 05 D6 8D A3 5F 1E 45 35 22 E0
56 C6 4F E9 49 58 E7 08 5F 29 64 88 82 59 B9 93
27 52 F3 CC D8 55 28 8E FE E5 FC BB 8B 56 30 69`
KT256(M=ptn(1 bytes), C=`00`^0, 64):
`0D 00 5A 19 40 85 36 02 17 12 8C F1 7F 91 E1 F7
13 14 EF A5 56 45 39 D4 44 91 2E 34 37 EF A1 7F
82 DB 6F 6F FE 76 E7 81 EA A0 68 BC E0 1F 2B BF
81 EA CB 98 3D 72 30 F2 FB 02 83 4A 21 B1 DD D0`
KT256(M=ptn(17 bytes), C=`00`^0, 64):
`1B A3 C0 2B 1F C5 14 47 4F 06 C8 97 99 78 A9 05
6C 84 83 F4 A1 B6 3D 0D CC EF E3 A2 8A 2F 32 3E
1C DC CA 40 EB F0 06 AC 76 EF 03 97 15 23 46 83
7B 12 77 D3 E7 FA A9 C9 65 3B 19 07 50 98 52 7B`
KT256(M=ptn(17**2 bytes), C=`00`^0, 64):
`DE 8C CB C6 3E 0F 13 3E BB 44 16 81 4D 4C 66 F6
91 BB F8 B6 A6 1E C0 A7 70 0F 83 6B 08 6C B0 29
D5 4F 12 AC 71 59 47 2C 72 DB 11 8C 35 B4 E6 AA
21 3C 65 62 CA AA 9D CC 51 89 59 E6 9B 10 F3 BA`
KT256(M=ptn(17**3 bytes), C=`00`^0, 64):
`64 7E FB 49 FE 9D 71 75 00 17 1B 41 E7 F1 1B D4
91 54 44 43 20 99 97 CE 1C 25 30 D1 5E B1 FF BB
59 89 35 EF 95 45 28 FF C1 52 B1 E4 D7 31 EE 26
83 68 06 74 36 5C D1 91 D5 62 BA E7 53 B8 4A A5`
KT256(M=ptn(17**4 bytes), C=`00`^0, 64):
`B0 62 75 D2 84 CD 1C F2 05 BC BE 57 DC CD 3E C1
FF 66 86 E3 ED 15 77 63 83 E1 F2 FA 3C 6A C8 F0
8B F8 A1 62 82 9D B1 A4 4B 2A 43 FF 83 DD 89 C3
CF 1C EB 61 ED E6 59 76 6D 5C CF 81 7A 62 BA 8D`
KT256(M=ptn(17**5 bytes), C=`00`^0, 64):
`94 73 83 1D 76 A4 C7 BF 77 AC E4 5B 59 F1 45 8B
16 73 D6 4B CD 87 7A 7C 66 B2 66 4A A6 DD 14 9E
60 EA B7 1B 5C 2B AB 85 8C 07 4D ED 81 DD CE 2B
40 22 B5 21 59 35 C0 D4 D1 9B F5 11 AE EB 07 72`
KT256(M=ptn(17**6 bytes), C=`00`^0, 64):
`06 52 B7 40 D7 8C 5E 1F 7C 8D CC 17 77 09 73 82
76 8B 7F F3 8F 9A 7A 20 F2 9F 41 3B B1 B3 04 5B
31 A5 57 8F 56 8F 91 1E 09 CF 44 74 6D A8 42 24
A5 26 6E 96 A4 A5 35 E8 71 32 4E 4F 9C 70 04 DA`
KT256(`00`^0, C=ptn(1 bytes), 64):
`92 80 F5 CC 39 B5 4A 5A 59 4E C6 3D E0 BB 99 37
1E 46 09 D4 4B F8 45 C2 F5 B8 C3 16 D7 2B 15 98
11 F7 48 F2 3E 3F AB BE 5C 32 26 EC 96 C6 21 86
DF 2D 33 E9 DF 74 C5 06 9C EE CB B4 DD 10 EF F6`
KT256(`FF`, C=ptn(41 bytes), 64):
`47 EF 96 DD 61 6F 20 09 37 AA 78 47 E3 4E C2 FE
AE 80 87 E3 76 1D C0 F8 C1 A1 54 F5 1D C9 CC F8
45 D7 AD BC E5 7F F6 4B 63 97 22 C6 A1 67 2E 3B
F5 37 2D 87 E0 0A FF 89 BE 97 24 07 56 99 88 53`
KT256(`FF FF FF`, C=ptn(41**2 bytes), 64):
`3B 48 66 7A 50 51 C5 96 6C 53 C5 D4 2B 95 DE 45
1E 05 58 4E 78 06 E2 FB 76 5E DA 95 90 74 17 2C
B4 38 A9 E9 1D DE 33 7C 98 E9 C4 1B ED 94 C4 E0
AE F4 31 D0 B6 4E F2 32 4F 79 32 CA A6 F5 49 69`
KT256(`FF FF FF FF FF FF FF`, C=ptn(41**3 bytes), 64):
`E0 91 1C C0 00 25 E1 54 08 31 E2 66 D9 4A DD 9B
98 71 21 42 B8 0D 26 29 E6 43 AA C4 EF AF 5A 3A
30 A8 8C BF 4A C2 A9 1A 24 32 74 30 54 FB CC 98
97 67 0E 86 BA 8C EC 2F C2 AC E9 C9 66 36 97 24`
KT256(M=ptn(8191 bytes), C=`00`^0, 64):
`30 81 43 4D 93 A4 10 8D 8D 8A 33 05 B8 96 82 CE
BE DC 7C A4 EA 8A 3C E8 69 FB B7 3C BE 4A 58 EE
F6 F2 4D E3 8F FC 17 05 14 C7 0E 7A B2 D0 1F 03
81 26 16 E8 63 D7 69 AF B3 75 31 93 BA 04 5B 20`
KT256(M=ptn(8192 bytes), C=`00`^0, 64):
`C6 EE 8E 2A D3 20 0C 01 8A C8 7A AA 03 1C DA C2
21 21 B4 12 D0 7D C6 E0 DC CB B5 34 23 74 7E 9A
1C 18 83 4D 99 DF 59 6C F0 CF 4B 8D FA FB 7B F0
2D 13 9D 0C 90 35 72 5A DC 1A 01 B7 23 0A 41 FA`
KT256(M=ptn(8192 bytes), C=ptn(8189 bytes), 64):
`74 E4 78 79 F1 0A 9C 5D 11 BD 2D A7 E1 94 FE 57
E8 63 78 BF 3C 3F 74 48 EF F3 C5 76 A0 F1 8C 5C
AA E0 99 99 79 51 20 90 A7 F3 48 AF 42 60 D4 DE
3C 37 F1 EC AF 8D 2C 2C 96 C1 D1 6C 64 B1 24 96`
KT256(M=ptn(8192 bytes), C=ptn(8190 bytes), 64):
`F4 B5 90 8B 92 9F FE 01 E0 F7 9E C2 F2 12 43 D4
1A 39 6B 2E 73 03 A6 AF 1D 63 99 CD 6C 7A 0A 2D
D7 C4 F6 07 E8 27 7F 9C 9B 1C B4 AB 9D DC 59 D4
B9 2D 1F C7 55 84 41 F1 83 2C 32 79 A4 24 1B 8B`
In the "Named Information Hash Algorithm Registry", k12-256 refers to the hash function obtained by evaluating KT128 on the input message with default C (the empty string) and L = 32 bytes (256 bits). Similarly, k12-512 refers to the hash function obtained by evaluating KT256 on the input message with default C (the empty string) and L = 64 bytes (512 bits).
「名前付き情報ハッシュ アルゴリズム レジストリ」では、k12-256 は、デフォルトの C (空の文字列) と L = 32 バイト (256 ビット) を使用して入力メッセージに対して KT128 を評価することによって得られるハッシュ関数を指します。同様に、k12-512 は、デフォルトの C (空の文字列) および L = 64 バイト (512 ビット) を使用して入力メッセージの KT256 を評価することによって取得されたハッシュ関数を指します。
In the "COSE Algorithms" registry, IANA has added the following entries for TurboSHAKE and KangarooTwelve:
IANA は、「COSE Algorithms」レジストリに、TurboSHAKE および KangarooTwelve 用の次のエントリを追加しました。
+===============+=======+===================+==============+
| Name | Value | Description | Capabilities |
+===============+=======+===================+==============+
| TurboSHAKE128 | -261 | TurboSHAKE128 XOF | [kty] |
+---------------+-------+-------------------+--------------+
| TurboSHAKE256 | -262 | TurboSHAKE256 XOF | [kty] |
+---------------+-------+-------------------+--------------+
| KT128 | -263 | KT128 XOF | [kty] |
+---------------+-------+-------------------+--------------+
| KT256 | -264 | KT256 XOF | [kty] |
+---------------+-------+-------------------+--------------+
Table 3
This document is meant to serve as a stable reference and an implementation guide for the KangarooTwelve and TurboSHAKE eXtendable-Output Functions. The security assurance of these functions relies on the cryptanalysis of reduced-round versions of Keccak, and they have the same claimed security strength as their corresponding SHAKE functions.
このドキュメントは、KangarooTwelve および TurboSHAKE eXtendable-Output 関数の安定したリファレンスおよび実装ガイドとして機能することを目的としています。これらの関数のセキュリティ保証は Keccak の縮小ラウンド バージョンの暗号解析に依存しており、対応する SHAKE 関数と同じセキュリティ強度が主張されています。
+---------------+=============================+
| | Security Claim |
+===============+=============================+
| TurboSHAKE128 | 128 bits (same as SHAKE128) |
+===============+-----------------------------+
| KT128 | 128 bits (same as SHAKE128) |
+===============+-----------------------------+
| TurboSHAKE256 | 256 bits (same as SHAKE256) |
+===============+-----------------------------+
| KT256 | 256 bits (same as SHAKE256) |
+===============+-----------------------------+
Table 4
To be more precise, KT128 is made of two layers:
より正確に言うと、KT128 は 2 つの層で構成されています。
* The inner function TurboSHAKE128. The security assurance of this layer relies on cryptanalysis. The TurboSHAKE128 function is exactly Keccak[r=1344, c=256] (as in SHAKE128) reduced to 12 rounds. Any cryptanalysis of reduced-round Keccak is also cryptanalysis of reduced-round TurboSHAKE128 (provided the number of rounds attacked is not higher than 12).
* 内部関数 TurboSHAKE128。この層のセキュリティ保証は暗号解析に依存しています。TurboSHAKE128 関数は、正確に Keccak[r=1344, c=256] (SHAKE128 と同様) を 12 ラウンドに削減したものです。縮小ラウンド Keccak の暗号解析は、縮小ラウンド TurboSHAKE128 の暗号解析でもあります (攻撃ラウンド数が 12 を超えない場合)。
* The tree hashing over TurboSHAKE128. This layer is a mode on top of TurboSHAKE128 that does not introduce any vulnerability thanks to the use of Sakura coding proven secure in [SAKURA].
* TurboSHAKE128 をハッシュするツリー。このレイヤは、TurboSHAKE128 の上位にあるモードで、[SAKURA] で安全性が証明されたサクラ コーディングを使用しているため、脆弱性は発生しません。
This reasoning is detailed and formalized in [KT].
この推論は [KT] で詳しく説明され、形式化されています。
KT256 is structured as KT128, except that it uses TurboSHAKE256 as the inner function. The TurboSHAKE256 function is exactly Keccak[r=1088, c=512] (as in SHAKE256) reduced to 12 rounds, and the same reasoning on cryptanalysis applies.
KT256 は、内部関数として TurboSHAKE256 を使用することを除いて、KT128 と同じ構造になっています。TurboSHAKE256 関数は、正確に Keccak[r=1088, c=512] (SHAKE256 と同様) を 12 ラウンドに削減したもので、暗号解析と同じ推論が適用されます。
TurboSHAKE128 and KT128 aim at 128-bit security. To achieve 128-bit security strength, L, the chosen output length, MUST be large enough so that there are no generic attacks that violate 128-bit security. So for 128-bit (second) preimage security, the output should be at least 128 bits; for 128 bits of security against multi-target preimage attacks with T targets, the output should be at least 128+log_2(T) bits; and for 128-bit collision security, the output should be at least 256 bits. Furthermore, when the output length is at least 256 bits, TurboSHAKE128 and KT128 achieve NIST's post-quantum security level 2 [NISTPQ].
TurboSHAKE128 と KT128 は 128 ビットのセキュリティを目指しています。128 ビットのセキュリティ強度を達成するには、128 ビットのセキュリティを侵害する一般的な攻撃が存在しないように、選択した出力長 L が十分に大きくなければなりません。したがって、128 ビット (2 番目) のプリイメージ セキュリティの場合、出力は少なくとも 128 ビットである必要があります。T 個のターゲットによるマルチターゲット プリイメージ攻撃に対する 128 ビットのセキュリティの場合、出力は少なくとも 128+log_2(T) ビットである必要があります。128 ビットの衝突セキュリティの場合、出力は少なくとも 256 ビットである必要があります。さらに、出力長が少なくとも 256 ビットの場合、TurboSHAKE128 と KT128 は NIST のポスト量子セキュリティ レベル 2 [NISTPQ] を達成します。
Similarly, TurboSHAKE256 and KT256 aim at 256-bit security. To achieve 256-bit security strength, L, the chosen output length, MUST be large enough so that there are no generic attacks that violate 256-bit security. So for 256-bit (second) preimage security, the output should be at least 256 bits; for 256 bits of security against multi-target preimage attacks with T targets, the output should be at least 256+log_2(T) bits; and for 256-bit collision security, the output should be at least 512 bits. Furthermore, when the output length is at least 512 bits, TurboSHAKE256 and KT256 achieve NIST's post-quantum security level 5 [NISTPQ].
同様に、TurboSHAKE256 と KT256 は 256 ビットのセキュリティを目指しています。256 ビットのセキュリティ強度を達成するには、選択した出力長である L は、256 ビットのセキュリティを侵害する一般的な攻撃が存在しないように十分な大きさでなければなりません。したがって、256 ビット (2 番目) のプリイメージ セキュリティの場合、出力は少なくとも 256 ビットである必要があります。T 個のターゲットによるマルチターゲット プリイメージ攻撃に対する 256 ビットのセキュリティの場合、出力は少なくとも 256+log_2(T) ビットである必要があります。256 ビットの衝突セキュリティの場合、出力は少なくとも 512 ビットである必要があります。さらに、出力長が少なくとも 512 ビットの場合、TurboSHAKE256 と KT256 は NIST のポスト量子セキュリティ レベル 5 [NISTPQ] を達成します。
Unlike the SHA-256 and SHA-512 functions, TurboSHAKE128, TurboSHAKE256, KT128, and KT256 do not suffer from the length extension weakness and therefore do not require the use of the HMAC construction, for instance, when used for MAC computation [FIPS198]. Also, they can naturally be used as a key derivation function. The input must be an injective encoding of secret and diversification material, and the output can be taken as the derived key(s). The input does not need to be uniformly distributed, e.g., it can be a shared secret produced by the Diffie-Hellman or Elliptic Curve Diffie-Hellman (ECDH) protocol, but it needs to have sufficient min-entropy.
SHA-256 および SHA-512 関数とは異なり、TurboSHAKE128、TurboSHAKE256、KT128、および KT256 は長さ拡張の弱点に悩まされないため、たとえば MAC 計算に使用される場合に HMAC 構造を使用する必要がありません [FIPS198]。また、当然ながら鍵導出関数としても利用できます。入力は秘密および多様化マテリアルの単射エンコーディングである必要があり、出力は派生キーとして取得できます。入力は均一に分散される必要はなく、たとえば、Diffie-Hellman または Elliptic Curve Diffie-Hellman (ECDH) プロトコルによって生成された共有秘密でも構いませんが、十分な最小エントロピーが必要です。
Lastly, as KT128 and KT256 use TurboSHAKE with three values for D, namely 0x06, 0x07, and 0x0B, protocols that use both KT128 and TurboSHAKE128 or both KT256 and TurboSHAKE256 SHOULD avoid using these three values for D.
最後に、KT128 と KT256 は D に 3 つの値、つまり 0x06、0x07、0x0B を指定して TurboSHAKE を使用するため、KT128 と TurboSHAKE128 の両方、または KT256 と TurboSHAKE256 の両方を使用するプロトコルは、D にこれら 3 つの値を使用することを避けるべきです(SHOULD)。
[FIPS202] NIST, "SHA-3 Standard: Permutation-Based Hash and
Extendable-Output Functions", NIST FIPS 202,
DOI 10.6028/NIST.FIPS.202, August 2015,
<https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/FIPS/
NIST.FIPS.202.pdf>.
[RFC2119] Bradner, S., "Key words for use in RFCs to Indicate
Requirement Levels", BCP 14, RFC 2119,
DOI 10.17487/RFC2119, March 1997,
<https://www.rfc-editor.org/info/rfc2119>.
[RFC8174] Leiba, B., "Ambiguity of Uppercase vs Lowercase in RFC
2119 Key Words", BCP 14, RFC 8174, DOI 10.17487/RFC8174,
May 2017, <https://www.rfc-editor.org/info/rfc8174>.
[SP800-185]
Kelsey, J., Chang, S., and R. Perlner, "SHA-3 Derived
Functions: cSHAKE, KMAC, TupleHash and ParallelHash",
National Institute of Standards and Technology, NIST
SP 800-185, DOI 10.6028/NIST.SP.800-185, December 2016,
<https://doi.org/10.6028/NIST.SP.800-185>.
[FIPS180] NIST, "Secure Hash Standard", NIST FIPS 180-4,
DOI 10.6028/NIST.FIPS.180-4, August 2015,
<https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/FIPS/
NIST.FIPS.180-4.pdf>.
[FIPS198] NIST, "The Keyed-Hash Message Authentication Code (HMAC)",
NIST FIPS 198-1, DOI 10.6028/NIST.FIPS.198-1, July 2008,
<https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/FIPS/
NIST.FIPS.198-1.pdf>.
[KECCAK_CRYPTANALYSIS]
Keccak Team, "Summary of Third-party cryptanalysis of
Keccak", <https://www.keccak.team/third_party.html>.
[KT] Bertoni, G., Daemen, J., Peeters, M., Van Assche, G., Van
Keer, R., and B. Viguier, "KangarooTwelve: Fast Hashing
Based on Keccak-p", Applied Cryptography and Network
Security (ACNS 2018), Lecture Notes in Computer Science,
vol. 10892, pp. 400-418, DOI 10.1007/978-3-319-93387-0_21,
June 2018, <https://link.springer.com/
chapter/10.1007/978-3-319-93387-0_21>.
[NISTPQ] NIST, "Submission Requirements and Evaluation Criteria for
the Post-Quantum Cryptography Standardization Process",
<https://csrc.nist.gov/CSRC/media/Projects/Post-Quantum-
Cryptography/documents/call-for-proposals-final-dec-
2016.pdf>.
[SAKURA] Bertoni, G., Daemen, J., Peeters, M., and G. Van Assche,
"Sakura: a Flexible Coding for Tree Hashing", Applied
Cryptography and Network Security (ACNS 2014), Lecture
Notes in Computer Science, vol. 8479, pp. 217-234,
DOI 10.1007/978-3-319-07536-5_14, 2014,
<https://link.springer.com/
chapter/10.1007/978-3-319-07536-5_14>.
[TURBOSHAKE]
Bertoni, G., Daemen, J., Hoffert, S., Peeters, M., Van
Assche, G., Van Keer, R., and B. Viguier, "TurboSHAKE",
Cryptology ePrint Archive, Paper 2023/342, March 2023,
<http://eprint.iacr.org/2023/342>.
[XKCP] "eXtended Keccak Code Package", commit 64404bee, December
2022, <https://github.com/XKCP/XKCP>.
The subsections of this appendix contain pseudocode definitions of TurboSHAKE128, TurboSHAKE256, and KangarooTwelve. Standalone Python versions are also available in the Keccak Code Package [XKCP] and in [KT]
この付録のサブセクションには、TurboSHAKE128、TurboSHAKE256、および KangarooTwelve の疑似コード定義が含まれています。スタンドアロン Python バージョンは Keccak コード パッケージ [XKCP] および [KT] でも入手できます。
KP(state):
RC[0] = `8B 80 00 80 00 00 00 00`
RC[1] = `8B 00 00 00 00 00 00 80`
RC[2] = `89 80 00 00 00 00 00 80`
RC[3] = `03 80 00 00 00 00 00 80`
RC[4] = `02 80 00 00 00 00 00 80`
RC[5] = `80 00 00 00 00 00 00 80`
RC[6] = `0A 80 00 00 00 00 00 00`
RC[7] = `0A 00 00 80 00 00 00 80`
RC[8] = `81 80 00 80 00 00 00 80`
RC[9] = `80 80 00 00 00 00 00 80`
RC[10] = `01 00 00 80 00 00 00 00`
RC[11] = `08 80 00 80 00 00 00 80`
for x from 0 to 4
for y from 0 to 4
lanes[x][y] = state[8*(x+5*y):8*(x+5*y)+8]
for round from 0 to 11
# theta
for x from 0 to 4
C[x] = lanes[x][0]
C[x] ^= lanes[x][1]
C[x] ^= lanes[x][2]
C[x] ^= lanes[x][3]
C[x] ^= lanes[x][4]
for x from 0 to 4
D[x] = C[(x+4) mod 5] ^ ROL64(C[(x+1) mod 5], 1)
for y from 0 to 4
for x from 0 to 4
lanes[x][y] = lanes[x][y]^D[x]
# rho and pi
(x, y) = (1, 0)
current = lanes[x][y]
for t from 0 to 23
(x, y) = (y, (2*x+3*y) mod 5)
(current, lanes[x][y]) =
(lanes[x][y], ROL64(current, (t+1)*(t+2)/2))
# chi
for y from 0 to 4
for x from 0 to 4
T[x] = lanes[x][y]
for x from 0 to 4
lanes[x][y] = T[x] ^((not T[(x+1) mod 5]) & T[(x+2) mod 5])
# iota
lanes[0][0] ^= RC[round]
state = `00`^0
for y from 0 to 4
for x from 0 to 4
state = state || lanes[x][y]
return state
end
where ROL64(x, y) is a rotation of the 'x' 64-bit word toward the bits with higher indexes by 'y' positions. The 8-bytes byte string x is interpreted as a 64-bit word in little-endian format.
ここで、ROL64(x, y) は、「x」の 64 ビット ワードを、より高いインデックスを持つビットに向けて「y」位置だけ回転させたものです。8 バイトのバイト文字列 x は、リトル エンディアン形式の 64 ビット ワードとして解釈されます。
TurboSHAKE128(message, separationByte, outputByteLen):
offset = 0
state = `00`^200
input = message || separationByte
# === Absorb complete blocks ===
while offset < |input| - 168
state ^= input[offset : offset + 168] || `00`^32
state = KP(state)
offset += 168
# === Absorb last block and treatment of padding ===
LastBlockLength = |input| - offset
state ^= input[offset:] || `00`^(200-LastBlockLength)
state ^= `00`^167 || `80` || `00`^32
state = KP(state)
# === Squeeze ===
output = `00`^0
while outputByteLen > 168
output = output || state[0:168]
outputByteLen -= 168
state = KP(state)
output = output || state[0:outputByteLen]
return output
TurboSHAKE256(message, separationByte, outputByteLen):
offset = 0
state = `00`^200
input = message || separationByte
# === Absorb complete blocks ===
while offset < |input| - 136
state ^= input[offset : offset + 136] || `00`^64
state = KP(state)
offset += 136
# === Absorb last block and treatment of padding ===
LastBlockLength = |input| - offset
state ^= input[offset:] || `00`^(200-LastBlockLength)
state ^= `00`^135 || `80` || `00`^64
state = KP(state)
# === Squeeze ===
output = `00`^0
while outputByteLen > 136
output = output || state[0:136]
outputByteLen -= 136
state = KP(state)
output = output || state[0:outputByteLen]
return output
KT128(inputMessage, customString, outputByteLen):
S = inputMessage || customString
S = S || length_encode( |customString| )
if |S| <= 8192
return TurboSHAKE128(S, `07`, outputByteLen)
else
# === Kangaroo hopping ===
FinalNode = S[0:8192] || `03` || `00`^7
offset = 8192
numBlock = 0
while offset < |S|
blockSize = min( |S| - offset, 8192)
CV = TurboSHAKE128(S[offset : offset+blockSize], `0B`, 32)
FinalNode = FinalNode || CV
numBlock += 1
offset += blockSize
FinalNode = FinalNode || length_encode( numBlock ) || `FF FF`
return TurboSHAKE128(FinalNode, `06`, outputByteLen)
end
KT256(inputMessage, customString, outputByteLen):
S = inputMessage || customString
S = S || length_encode( |customString| )
if |S| <= 8192
return TurboSHAKE256(S, `07`, outputByteLen)
else
# === Kangaroo hopping ===
FinalNode = S[0:8192] || `03` || `00`^7
offset = 8192
numBlock = 0
while offset < |S|
blockSize = min( |S| - offset, 8192)
CV = TurboSHAKE256(S[offset : offset+blockSize], `0B`, 64)
FinalNode = FinalNode || CV
numBlock += 1
offset += blockSize
FinalNode = FinalNode || length_encode( numBlock ) || `FF FF`
return TurboSHAKE256(FinalNode, `06`, outputByteLen)
end
Benoît Viguier
ABN AMRO Bank
Groenelaan 2
Amstelveen
Netherlands
Email: cs.ru.nl@viguier.nl
David Wong (editor)
zkSecurity
Email: davidwong.crypto@gmail.com
Gilles Van Assche (editor)
STMicroelectronics
Email: gilles.vanassche@st.com
Quynh Dang (editor)
National Institute of Standards and Technology
Email: quynh.dang@nist.gov
Joan Daemen (editor)
Radboud University
Email: joan@cs.ru.nl