HMAC是密鑰相關的哈希運算訊息認證碼，HMAC運算利用哈希算法，以一個密鑰和一個訊息為輸入，生成一個訊息摘要作為輸出。
基本介紹
- 中文名：哈希訊息認證碼
- 外文名：Hash-based Message Authentication Code
- 縮寫：HMAC
- 概述 ：HMAC是密鑰相關的哈希運算
- 運算作用：驗證TPM接受的授權數
簡介,運算作用,算法表示,HMAC運算步驟,HMAC的套用,典型套用,認證流程,安全性淺析,
簡介
運算作用
（1）驗證TPM接受的授權數據和認證數據；
（2）確認TPM接受到的命令請求是已授權的請求，並且，命令在傳送的過程中沒有被改動過。
定義HMAC需要一個加密用散列函式（表示為H，可以是MD5或者SHA-1）和一個密鑰K。我們用B來表示數據塊的位元組數。（以上所提到的散列函式的分割數據塊字長B=64），用L來表示散列函式的輸出數據位元組數（MD5中L=16,SHA-1中L=20）。鑑別密鑰的長度可以是小於等於數據塊字長的任何正整數值。應用程式中使用的密鑰長度若是比B大，則首先用使用散列函式H作用於它，然後用H輸出的L長度字元串作為在HMAC中實際使用的密鑰。一般情況下，推薦的最小密鑰K長度是L個位元組。
算法表示
算法公式 ： HMAC（K，M）=H（K⊕opad∣H（K⊕ipad∣M））
H 代表所採用的HASH算法(如SHA-256)
K 代表認證密碼
Ko 代表HASH算法的密文
M 代表一個訊息輸入
B 代表H中所處理的塊大小，這個大小是處理塊大小，而不是輸出hash的大小
如，SHA-1和SHA-256 B = 64
SHA-384和SHA-512 B = 128
L 表示hash的大小
Opad 用0x5c重複B次
Ipad 用0x36重複B次
Apad 用0x878FE1F3重複(L/4)次
HMAC運算步驟
First-Hash = H(Ko XOR Ipad || (data to auth))
Second-Hash = H(Ko XOR Opad || First-Hash)
(2) 將上一步生成的B字長的字元串與ipad做異或運算。
(3) 將數據流text填充至第二步的結果字元串中。
(4) 用H作用於第三步生成的數據流。
(5) 將第一步生成的B字長字元串與opad做異或運算。
(6) 再將第四步的結果填充進第五步的結果中。
(7) 用H作用於第六步生成的數據流，輸出最終結果
HMAC的套用
hmac主要套用在身份驗證中，它的使用方法是這樣的：
(1) 客戶端發出登錄請求（假設是瀏覽器的GET請求）
(2) 伺服器返回一個隨機值，並在會話中記錄這個隨機值
(3) 客戶端將該隨機值作為密鑰，用戶密碼進行hmac運算，然後提交給伺服器
(4) 伺服器讀取用戶資料庫中的用戶密碼和步驟2中傳送的隨機值做與客戶端一樣的hmac運算，然後與用戶傳送的結果比較，如果結果一致則驗證用戶合法
在這個過程中，可能遭到安全攻擊的是伺服器傳送的隨機值和用戶傳送的hmac結果，而對於截獲了這兩個值的黑客而言這兩個值是沒有意義的，絕無獲取用戶密碼的可能性，隨機值的引入使hmac只在當前會話中有效，大大增強了安全性和實用性。大多數的語言都實現了hmac算法，比如php的mhash、python的hmac.py、java的MessageDigest類，在web驗證中使用hmac也是可行的，用js進行md5運算的速度也是比較快的。
典型套用
HMAC的一個典型套用是用在“質疑/應答”（Challenge/Response）身份認證中。
認證流程
(1) 先由客戶端向伺服器發出一個驗證請求。
(2) 伺服器接到此請求後生成一個隨機數並通過網路傳輸給客戶端（此為質疑）。
(3) 客戶端將收到的隨機數提供給ePass，由ePass使用該隨機數與存儲在ePass中的密鑰進行HMAC-MD5運算並得到一個結果作為認證證據傳給伺服器（此為回響）。
(4) 與此同時，伺服器也使用該隨機數與存儲在伺服器資料庫中的該客戶密鑰進行HMAC-MD5運算，如果伺服器的運算結果與客戶端傳回的回響結果相同，則認為客戶端是一個合法用戶
安全性淺析
由上面的介紹，我們可以看出，HMAC算法更象是一種加密算法，它引入了密鑰，其安全性已經不完全依賴於所使用的HASH算法，安全性主要有以下幾點保證：
（1） 使用的密鑰是雙方事先約定的，第三方不可能知道。由3.2介紹的套用流程可以看出，作為非法截獲信息的第三方，能夠得到的信息只有作為“挑戰”的隨機數和作為“回響”的HMAC結果，無法根據這兩個數據推算出密鑰。由於不知道密鑰，所以無法仿造出一致的回響。
