L04: MAC, PRNG & KDF — Cryptography

1. HMAC — từng bước tính toán

Nhập key và message để xem HMAC-SHA256 tính như thế nào. Sử dụng Web Crypto API — giá trị thật.

Key

Message

Key (hex, padded to 64 bytes)

—

K_inner = Key ⊕ ipad (0x36...)

—

K_outer = Key ⊕ opad (0x5c...)

—

Inner hash = SHA256(K_inner ‖ message)

—

HMAC-SHA256 = SHA256(K_outer ‖ inner_hash)

—

HMAC fix length-extension: inner hash hoàn thành trước → outer hash nhận input đầy đủ, không thể extend. Dùng cho API authentication (AWS Sig v4, JWT HS256).

2. LCG — đoán output tiếp theo

LCG: X_n+1 = (a·X_n + c) mod m. Sau khi thấy 3 output, ta đoán được X₄ và mọi output sau.

a (multiplier)

c (increment)

m (modulus, 2^k)

X₀ (seed)

Show n terms

⚠ LCG là tuyến tính: biết 3 output → giải a, c → predict vô hạn. KHÔNG dùng cho crypto. Dùng crypto.getRandomValues() (browser) hay crypto/rand (Go).

3. CSPRNG vs LCG — entropy visualization

Mỗi chấm = 1 byte random. LCG có chu kỳ ngắn → pattern lặp. CSPRNG trông hoàn toàn ngẫu nhiên.

LCG (insecure)

CSPRNG (Web Crypto)

4. KDF — cost parameters & brute-force time

Điều chỉnh parameters và xem thời gian brute-force 8-char password.

Hash time/attempt (ms) 100 ms

Attacker servers 1

Password charset a-z (26 chars)

Password length 8 ký tự

So sánh KDF algorithms

PBKDF2-SHA256

~80ms

600,000 iter (OWASP 2023). Không memory-hard → GPU-friendly.

FIPS / Legacy

bcrypt (cost=12)

~100ms

Battle-tested 25 năm. Giới hạn 72 byte input! Không memory-hard.

⚠ 72-byte limit

scrypt (N=2¹⁶)

~100ms, 64MB

Memory-hard — ASIC-resistant hơn bcrypt. Khó tune parameters.

Memory-hard

Argon2id

~100ms, 64MB

PHC winner 2015. Memory + CPU hard. Side-channel resistant. Recommended.

✓ Default 2024