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{{Infobox Kryptologische Hashfunktion
| name = Whirlpool
| bild =
| bildname =
| entwickler = Vincent Rijmen und Paulo S. L. M. Barreto
| datum = 2003 (letzte Version)
| abgeleitet = [[Advanced Encryption Standard|AES]]
| zertifizierung = [[NESSIE]]
| hashlänge = 512
| struktur = [[Merkle-Damgård-Konstruktion]]
| runden = 10
| kryptoanalyse = Kollision mit ''rebound attack'' von Mendel et al. auf 4,5 Runden mit einer Zeitkomplexität von 2120 und einer Platzkomplexität von 216<ref>Florian Mendel, Christian Rechberger, Martin Schläffer, Søren S. Thomsen: ''The Rebound Attack: Cryptanalysis of Reduced Whirlpool and Grøstl''. In: Fast Software Encryption Volume 5665. Springer Berlin Heidelberg 2009, S. 260–276, ISBN 978-3-642-03316-2</ref>
}}

'''Whirlpool''' ist eine [[kryptographische Hashfunktion]], die von [[Vincent Rijmen]] und [[Paulo S. L. M. Barreto]] entworfen wurde. Sie wurde nach der [[Whirlpool-Galaxie]] im [[Jagdhunde (Sternbild)|Sternbild der Jagdhunde]] benannt.

Whirlpool funktioniert mit [[Datei]]en bis zu 2256 [[Bit]] Größe und gibt einen Hash-Wert von 512 Bit aus. Bislang sind keine Schwächen des Algorithmus bekannt, was allerdings relativiert werden muss, da er bislang wenig untersucht wurde.

Die Autoren haben erklärt, dass Whirlpool nicht [[Patent|patentiert]] ist und es nie sein wird. Whirlpool darf kostenlos zu jedem Zweck verwendet werden. Die Referenz-Implementierung ist [[gemeinfrei]].

Whirlpool gehört zu den vom Projekt [[NESSIE]] empfohlenen [[Kryptographie|kryptografischen]] [[Algorithmus|Algorithmen]] und wurde von der [[International Organization for Standardization|ISO]] mit ISO/IEC 10118-3:2004 standardisiert.

== Funktionen ==
Whirlpool wurde nach der Square-Blockchiffre entwickelt und kann zu dieser Familie der Blockchiffre-Funktionen gezählt werden.

Whirlpool ist eine [[Miyaguchi–Preneel]]-Konstruktion, welche auf dem substanziell modifizierten [[Advanced Encryption Standard]] basiert.

Whirlpool nimmt eine Nachricht von jeder Länge kleiner als 2256-Bits und gibt eine Antwort mit 512-Bit zurück.<ref>{{Internetquelle |url=http://www.larc.usp.br/~pbarreto/whirlpool.zip |titel=Zip-Archiv whirlpool.zip |datum=2017-10-26 |abruf=2020-05-25 |archiv-url=https://web.archive.org/web/20171026140501/http://www.larc.usp.br/~pbarreto/whirlpool.zip |archiv-datum=2017-10-26 |offline=1 |format=ZIP; 618 KB }}</ref>

Die Entwickler setzten fest:

„Whirlpool ist nicht patentiert (und wird auch nie). Die Chiffre kann kostenlos für alles verwendet werden“<ref>{{Literatur |Titel=„Und wenn das dann auch im politischen Raum ist, dann wird da auch taktiert“. Die Fallstudie Bruchhausen |Sammelwerk=Zwischen zwei Welten? |Verlag=VS Verlag für Sozialwissenschaften |Ort=Wiesbaden |ISBN=978-3-531-16479-3 |Seiten=171–216 |DOI=10.1007/978-3-531-91421-3_8}}</ref>

=== Versionen ===
Die originale Chiffre wurde unter dem Namen ''Whirlpool-0'' veröffentlicht. Die erste Revision von Whirlpool hieß ''Whirlpool-T'' und die neuste Version ''Whirlpool'' in den folgenden Testvektoren.

* In der ersten Revision im Jahre 2001 wurde die [[S-Box]] von einer zufällig generierten mit guten kryptographischen zu einer mit besseren kryptographischen Eigenschaften geändert, wobei auch die Implementierung in die Hardware vereinfacht wurde.
* In der zweiten Revision im Jahre 2003 wurde ein Fehler in der [[Diffusionsmatrix]], welcher die Sicherheit des Algorithmus verringerte, behoben, indem die rotierenden 8x8 Matrixkonstanten von (1, 1, 3, 1, 5, 8, 9, 5) zu (1, 1, 4, 1, 8, 5, 2, 9) geändert wurden.<ref>{{Literatur |Autor=Hougham, Gareth. |Titel=Fluoropolymers 1 |Verlag=Kluwer Academic/Plenum |Datum=1999 |ISBN=0-306-46918-9}}</ref>

== Struktur ==
Die Whirlpool Hashfunktion ist eine [[Merkle-Damgård-Konstruktion|Merkle–Damgård]]-Konstruktion, welche auf der [[Advanced Encryption Standard|AES]]-ähnlichen [[Blockverschlüsselung|Blockchiffre]] W in Miyaguchi–Preneel-Art basiert.<ref name="LARC">{{Internetquelle |url=http://www.larc.usp.br/~pbarreto/WhirlpoolPage.html |titel=The Whirlpool Hash Function |datum=2017-11-29 |abruf=2024-01-21 |archiv-url=https://web.archive.org/web/20120228073227/http://www.larc.usp.br/~pbarreto/WhirlpoolPage.html |archiv-datum=2012-02-28}}</ref>

Die Blockchiffre W besteht aus einer statischen 8x8 Matrix <math>S</math> aus Bytes von total 512-Bits.

Der Verschlüsselungsvorgang beinhaltet die Erneuerung des Zustands von vier Rundenfunktionen über 10 Runden. Die vier Rundenfunktionen sind SubBytes (SB), ShiftColumns (SC), MixRows (MR) und AddRoundKey (AK). Während jeder Runde wird ein neuer Zustand generiert als: <math>S=AK \circ MR \circ SC \circ SB(S) </math>.

=== SubBytes ===
Die '''SubBytes-Operation''' verwendet eine nichtlineare Permutation unabhängig zu jedem Byte des Zustandes. Die 8-Bit [[S-Box]] besteht aus drei kleineren 4-Bit S-Boxen.

=== ShiftColumns ===
Die '''ShiftColumns-Operation''' verschiebt zyklisch jeden Byte in eine neue Zeile des Zustands. Die Zeile ''j'' verschiebt seine Bytes nach ''j'' Positionen nach unten.

=== MixRows ===
Die '''MixRows-Operation''' ist eine Multiplikation von jeder Reihe durch eine 8x8 Matrix über <math>GF({2^8})</math>. Die Matrix wird so gewählt, dass die Zweignummer 9 ist, was dem Maximum entspricht.

=== AddRoundKey ===
Die '''AddRoundKey-Operation''' verwendet bitweise XOR um einen Schlüssel hinzuzufügen berechnet durch die Key-Schedule des jetzigen Zustands. Die Key-Schedule ist identisch zur Verschlüsselung selbst, außer das die AddRoundKey-Funktion durch die AddRoundConstant-Funktion ersetzt wird, welche eine vorbestimmte Konstante in jeder Runde hinzufügt.

== Implementation ==
Die Entwickler stellen eine Referenzimplementation des Whirlpool-Algorithmus zur Verfügung, welche eine Version in [[C (Programmiersprache)|C]] und in [[Java-Technologie|Java]] beinhalten.<ref name="LARC" /> Diese Referenzimplementationen wurden öffentlich freigegeben.<ref name="LARC" />

== Verwendung ==
Zwei der größten Pioniere von kryptographischen Programmen, [[FreeOTFE]] und [[TrueCrypt]] implementierten Whirlpool schon 2005.

[[VeraCrypt]] (Ein Abkömmling von [[TrueCrypt]]) unterstützt Whirlpool (die neuste Version) als Hash-Algorithmus.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.veracrypt.fr/en/Whirlpool.html |titel=VeraCrypt - Free Open source disk encryption with strong security for the Paranoid |abruf=2020-05-25}}</ref>

== Weblinks ==
* [https://web.archive.org/web/20171129084214/http://www.larc.usp.br/~pbarreto/WhirlpoolPage.html Offizielle Webseite] (englisch)

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Kryptographische Hashfunktion]]

Whirlpool (Algorithmus) - Versionsgeschichte

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