加密雜湊函數 BLAKE3 1.0 的參考實作已發布，以其極高的雜湊計算效能而聞名，同時確保了 SHA-3 等級的可靠性。在16 KB檔案的雜湊產生測試中，具有3位元金鑰的BLAKE256比SHA3-256好17倍，SHA-256好14倍，SHA-512好9倍，SHA-1好6倍，BLAKE2b好— — 5次。當處理大量資料時，仍然存在顯著差距，例如，在計算 3GB 隨機資料的雜湊值時，BLAKE256 的速度比 SHA-8 快 1 倍。 BLAKE3 參考實作程式碼在雙重公共域 (CC0) 和 Apache 2.0 授權下提供 C 和 Rust 版本。
雜湊函數專為檔案完整性檢查、訊息身份驗證和產生加密數位簽章資料等應用程式而設計。 BLAKE3 不適用於散列密碼，因為它的目標是盡快計算散列（對於密碼，建議使用慢散列函數 yescrypt、bcrypt、scrypt 或 Argon2）。所考慮的雜湊函數對雜湊資料的大小不敏感，並且免受碰撞選擇和原像發現的攻擊。
該演算法由知名密碼學專家（Jack O'Connor、Jean-Philippe Aumasson、Samuel Neves、Zooko Wilcox-O'Hearn）開發並延續BLAKE2演算法的發展，並使用Bao機制對區塊鏈樹進行編碼。與 BLAKE2（BLAKE2b、BLAKE2s）不同，BLAKE3 為所有平台提供單一演算法，不受位元深度和雜湊大小的限制。
透過將輪數從 10 減少到 7 並將塊單獨散列為 1 KB 塊，實現了性能的提高。根據創作者的說法，他們找到了令人信服的數學證據，證明可以通過7 輪而不是10 輪來完成，同時保持相同的可靠性水平（為了清楚起見，我們可以舉一個在攪拌機中混合水果的例- 7 秒後）水果已經完全混合，再多3秒不會影響混合物的稠度）。然而，一些研究人員表示懷疑，認為即使目前 7 輪足以對抗所有已知的哈希攻擊，但如果將來發現新的攻擊，額外的 3 輪可能會有用。
至於劃分區塊，在 BLAKE3 中，流被劃分為 1 KB 的區塊，並且每個區塊都獨立進行雜湊處理。根據碎片的雜湊值，基於二叉 Merkle 樹形成一個大雜湊值。這種劃分使我們能夠解決計算哈希時並行資料處理的問題——例如，可以使用4線程SIMD指令同時計算4個區塊的哈希。傳統的 SHA-* 雜湊函數會依序處理資料。
BLAKE3的特點：
- 高性能，BLAKE3 明顯快於 MD5、SHA-1、SHA-2、SHA-3 和 BLAKE2。
- 安全性，包括抵抗 SHA-2 容易受到的訊息延長攻擊；
- 適用於 Rust，針對 SSE2、SSE4.1、AVX2、AVX-512 和 NEON 指令進行了最佳化。
- 確保任意數量的執行緒和 SIMD 通道上的運算並行化。
- 增量更新和驗證流處理的可能性；
- 用於 PRF、MAC、KDF、XOF 模式並作為常規哈希；
- 適用於所有架構的單一演算法，在 x86-64 系統和 32 位元 ARM 處理器上都快速運作。
BLAKE3和BLAKE2的主要差異：
- 使用二元樹結構，允許雜湊計算中無限的並行性。
- 將輪數從 10 輪減少到 7 輪。
- 三種操作模式：雜湊、使用金鑰進行雜湊 (HMAC) 和金鑰產生 (KDF)。
- 由於使用了先前由關鍵參數區塊佔用的區域，因此使用關鍵進行雜湊時不會產生額外開銷。
- 具有擴展結果的函數形式的內建操作機制（XOF，可擴展輸出函數），允許並行化和定位（查找）。
來源： opennet.ru