核心结构

HMAC的公式为：HMAC(K,m)=H( (K⊕opad) || H ( (K⊕ipad) || m) )

其中：

  • H：哈希函数（如SHA-256）。
  • K：密钥，需处理为与哈希函数块长度一致。
  • ipad = 00110110 (0x36) 不断循环直至达到散列函数分组长度
  • opad = 01011100 (0x5c) 不断循环直至达到散列函数分组长度
  • || ：拼接操作。

密钥处理

  • 若 密钥长度 ＜ Hash的分组长度：key = 密钥0000…（末尾填充0，直到长度达到Hash分组长度）
  • 若 密钥长度 ＞ Hash的分组长度: key = Hash( 密钥 ) （将密钥进行单向散列的结果作为key）

计算步骤

  1. 生成内部填充：Si = K ⊕ ipad
  2. 计算内部哈希：InnerHash=H(Si || m )
  3. 生成外部填充：So = K ⊕ opad
  4. 计算最终HMAC：HMAC=H(So || InnerHash)

安全性

  1. 依赖哈希函数：安全性建立在哈希函数的抗碰撞性、抗第二原像攻击等特性上。
  2. 防御攻击：
    • 长度扩展攻击：外层哈希的密钥异或操作阻止攻击者构造合法HMAC。
    • 暴力破解：建议密钥长度≥128位（如16字节），并随机生成。

HMAC通过两次哈希和密钥混合，提供安全的认证机制。其设计兼顾效率与安全性，但需注意正确实现密钥处理、哈希算法选择及密钥管理，避免常见错误（如弱密钥、算法过时）