NIST 与 IEEE 标准化密钥派生函数的比较研究与实现
密码学与安全
2026-02-12 v1 性能
摘要
由于许多应用和服务需要伪随机数 (PRN)，因此在给定密钥值和输入消息的条件下生成特定 PRN 是可行的，这种方法使用密钥派生函数 (KDF)。这些 KDF 主要基于消息认证码 (MAC) 构建，其中 MAC 在生成伪随机数的过程中起着核心组件的作用。基于此，本研究首先检讨三种由美国国家标准技术研究院 (NIST) 定义的 MAC 算法：基于 keyed-hash 的消息认证码 (HMAC)、基于密码的消息认证码 (CMAC) 和基于 Keccak 的消息认证码 (KMAC)。随后，本研究探讨了基于这些 MAC 的 KDF，包括计数器模式 KDF、KMAC-based KDF 以及 IEEE 1609.2.1 中定义的 KDF。在实验中，评估了生成 MAC 以及使用每个 KDF 生成相应伪随机数的计算时间。本研究进一步分析了每种方法的优势、劣势及适用场景。实验结果表明，CMAC 以及基于 CMAC 的 KDF 的计算时间最短，分别平均约为 0.007 毫秒和 0.014 毫秒。
引用
@article{arxiv.2507.06244,
title = {A Comparative Study and Implementation of Key Derivation Functions Standardized by NIST and IEEE},
author = {Abel C. H. Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.06244},
year = {2026}
}
备注
in Chinese language