h5做的公司网站,建设银行网站 购买外汇,网站开发费属于无形资产那部分,如何更快的学习.net网站开发SHA-2算法概述
SHA-2家族成员#xff08;SHA-224、SHA-256、SHA-384、SHA-512 分别返回不同比特的结果#xff09;
SHA-2算法核心步骤
消息预处理#xff08;填充与长度附加#xff09;初始化消息分块处理格式化输出
步骤详细
消息预处理#xff08;填充与长度附加SHA-224、SHA-256、SHA-384、SHA-512 分别返回不同比特的结果
SHA-2算法核心步骤
消息预处理填充与长度附加初始化消息分块处理格式化输出
步骤详细
消息预处理填充与长度附加 6. 在原始消息末尾添加一个’1’位十六进制0x80 7. 填充0x00位直到 填充后的消息长度 ≡ 448 mod 512 单位是bit (512 bit 64 字节) 8. 最后添加64 bit (8 字节)的原始消息长度大端序)
不足64字节 可填充部分 9字节 (64 41 9 ) 41Byte 41 * 8 328bit 0x0148 bit
不足64字节, 可填充部分 9字节 (64 55 9) 55Byte 55 * 8 440bit 0x01B8 bit
不足64字节, 可填充部分 9字节 (64 56 9) 56Byte 56 * 8 448bit 0x01C0 bit 初始化(K数组和H数组) K数组: 取自自然数中前64个素数的立方根的小数部分的前32bit (8字节) H数组: 取自自然数中前8个素数的平方根的小数部分的前32位(8字节)
// 初始化常量K前64个素数的立方根的小数部分的前32位
var K [64]uint32{0x428a2f98, 0x71374491, 0xb5c0fbcf, 0xe9b5dba5, 0x3956c25b, 0x59f111f1, 0x923f82a4, 0xab1c5ed5,0xd807aa98, 0x12835b01, 0x243185be, 0x550c7dc3, 0x72be5d74, 0x80deb1fe, 0x9bdc06a7, 0xc19bf174,0xe49b69c1, 0xefbe4786, 0x0fc19dc6, 0x240ca1cc, 0x2de92c6f, 0x4a7484aa, 0x5cb0a9dc, 0x76f988da,0x983e5152, 0xa831c66d, 0xb00327c8, 0xbf597fc7, 0xc6e00bf3, 0xd5a79147, 0x06ca6351, 0x14292967,0x27b70a85, 0x2e1b2138, 0x4d2c6dfc, 0x53380d13, 0x650a7354, 0x766a0abb, 0x81c2c92e, 0x92722c85,0xa2bfe8a1, 0xa81a664b, 0xc24b8b70, 0xc76c51a3, 0xd192e819, 0xd6990624, 0xf40e3585, 0x106aa070,0x19a4c116, 0x1e376c08, 0x2748774c, 0x34b0bcb5, 0x391c0cb3, 0x4ed8aa4a, 0x5b9cca4f, 0x682e6ff3,0x748f82ee, 0x78a5636f, 0x84c87814, 0x8cc70208, 0x90befffa, 0xa4506ceb, 0xbef9a3f7, 0xc67178f2,
}// 初始化哈希值前8个素数的平方根的小数部分的前32位
var H [8]uint32{0x6a09e667, 0xbb67ae85, 0x3c6ef372, 0xa54ff53a,0x510e527f, 0x9b05688c, 0x1f83d9ab, 0x5be0cd19,
}消息分块处理
消息调度 将512位块分为16个32位字使用σ0和σ1函数扩展生成64个字 压缩函数 初始化8个工作变量(a-h)执行64轮迭代每轮使用选择函数(Ch)多数函数(Maj)Σ0和Σ1函数常量K[i]调度字w[i] 更新hash 将工作变量的结果累加到当前哈希值使用模2³²加法 blocks : len(data) / 64hash : H // 使用初始哈希值for i : 0; i blocks; i {// 从当前块创建消息调度数组var w [64]uint32block : data[i*64 : (i1)*64]// 将前16个元素设置为消息块的内容for j : 0; j 16; j {w[j] binary.BigEndian.Uint32(block[j*4 : (j1)*4])}// 扩展消息调度数组16-63for j : 16; j 64; j {w[j] sigma1(w[j-2]) w[j-7] sigma0(w[j-15]) w[j-16]}// 初始化工作变量a, b, c, d, e, f, g, h : hash[0], hash[1], hash[2], hash[3], hash[4], hash[5], hash[6], hash[7]// 3. 主循环64轮for j : 0; j 64; j {// 计算临时变量t1 : h sum1(e) ch(e, f, g) K[j] w[j]t2 : sum0(a) maj(a, b, c)// 更新工作变量h gg ff ee d t1d cc bb aa t1 t2}// 4. 更新哈希值hash[0] ahash[1] bhash[2] chash[3] dhash[4] ehash[5] fhash[6] ghash[7] h}格式化输出 1. 将8个32位哈希值转换为大端序字节数组 2. 拼接成32字节的最终结果
XOR
定义
XOR通常表示为 ⊕)
作用
交换变量值XOR运算可以在不使用临时变量的情况下交换两个变量的值。具体操作如下假设有两个变量A和B初始值分别为X和Y。可以将A与B进行XOR运算结果存储在临时变量T中。然后将T与A进行XOR运算恢复A的原始值。最后将B与T进行XOR运算实现B的值变为Y同时A的值也变为X。这种方法不仅适用于简单的数值交换还可以扩展到更大的数据结构和复杂的逻辑操作中
条件判断在布尔运算中XOR运算的特点是当两个操作数一真一假时结果为真否则为假。
数据安全XOR运算常用于数据加密和校验。通过将明文与密钥进行XOR运算可以得到密文从而实现数据的加密。同样通过将密文与密钥进行XOR运算可以恢复出原始数据。
字节序
0x01020304, 0x05060708 小端序 :
大端序 :
完整函数
package mainimport (encoding/binaryfmt
)// 初始化常量K前64个素数的立方根的小数部分的前32位
var K [64]uint32{0x428a2f98, 0x71374491, 0xb5c0fbcf, 0xe9b5dba5, 0x3956c25b, 0x59f111f1, 0x923f82a4, 0xab1c5ed5,0xd807aa98, 0x12835b01, 0x243185be, 0x550c7dc3, 0x72be5d74, 0x80deb1fe, 0x9bdc06a7, 0xc19bf174,0xe49b69c1, 0xefbe4786, 0x0fc19dc6, 0x240ca1cc, 0x2de92c6f, 0x4a7484aa, 0x5cb0a9dc, 0x76f988da,0x983e5152, 0xa831c66d, 0xb00327c8, 0xbf597fc7, 0xc6e00bf3, 0xd5a79147, 0x06ca6351, 0x14292967,0x27b70a85, 0x2e1b2138, 0x4d2c6dfc, 0x53380d13, 0x650a7354, 0x766a0abb, 0x81c2c92e, 0x92722c85,0xa2bfe8a1, 0xa81a664b, 0xc24b8b70, 0xc76c51a3, 0xd192e819, 0xd6990624, 0xf40e3585, 0x106aa070,0x19a4c116, 0x1e376c08, 0x2748774c, 0x34b0bcb5, 0x391c0cb3, 0x4ed8aa4a, 0x5b9cca4f, 0x682e6ff3,0x748f82ee, 0x78a5636f, 0x84c87814, 0x8cc70208, 0x90befffa, 0xa4506ceb, 0xbef9a3f7, 0xc67178f2,
}// 初始化哈希值前8个素数的平方根的小数部分的前32位
var H [8]uint32{0x6a09e667, 0xbb67ae85, 0x3c6ef372, 0xa54ff53a,0x510e527f, 0x9b05688c, 0x1f83d9ab, 0x5be0cd19,
}// 辅助函数循环右移
作用执行32位整数的循环右移操作原理
将x右移n位获取右侧n位
将x左移(32-n)位获取左侧32-n位
通过位或(|)操作合并两部分示例rotr(0x12345678, 8) → 0x78123456func rotr(x uint32, n uint) uint32 {return (x n) | (x (32 - n))
}// 辅助函数按位选择函数Ch
作用根据e的位值选择f或g的对应位真值表e f g 结果
0 0 0 0
0 0 1 1
0 1 0 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 1 0
1 1 0 1
1 1 1 1原理当e1时选择f的对应位 当e0时选择g的对应位func ch(e, f, g uint32) uint32 {return (e f) ^ (^e g)
}// 辅助函数多数函数Maj
作用返回a,b,c三个输入中占多数的位值真值表a b c 结果
0 0 0 0
0 0 1 0
0 1 0 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 1 1
1 1 0 1
1 1 1 1
原理当至少两个输入为1时输出1func maj(a, b, c uint32) uint32 {return (a b) ^ (a c) ^ (b c)
}// 辅助函数Σ0函数
作用对输入进行非线性扩散操作
循环右移2位
循环右移13位
循环右移22位
三个结果进行异或目的破坏输入中的位相关性增加混func sum0(x uint32) uint32 {return rotr(x, 2) ^ rotr(x, 13) ^ rotr(x, 22)
}// 辅助函数Σ1函数
作用对输入进行非线性扩散操作
循环右移6位
循环右移11位
循环右移25位
三个结果进行异或目的破坏输入中的位相关性增加混淆func sum1(x uint32) uint32 {return rotr(x, 6) ^ rotr(x, 11) ^ rotr(x, 25)
}// 辅助函数σ0函数
作用消息扩展中的非线性变换操作
循环右移7位
循环右移18位
逻辑右移3位三个结果进行异或
目的扩展消息块时引入非线性特性func sigma0(x uint32) uint32 {return rotr(x, 7) ^ rotr(x, 18) ^ (x 3)
}// 辅助函数σ1函数
操作
循环右移17位
循环右移19位
逻辑右移10位
三个结果进行异或目的扩展消息块时引入非线性特性func sigma1(x uint32) uint32 {return rotr(x, 17) ^ rotr(x, 19) ^ (x 10)
}// SHA-256主函数
func sha256(data []byte) [32]byte {// 1. 消息预处理填充ml : uint64(len(data) * 8) // 原始消息长度位data append(data, 0x80) // 添加1个1位和7个0位0x80 10000000// 计算需要填充的0字节数padding : (56 - (len(data) % 64)) % 64if padding 0 {padding 64}// 添加填充字节0x00data append(data, make([]byte, padding)...)// 添加64位原始消息长度大端序mlBytes : make([]byte, 8)binary.BigEndian.PutUint64(mlBytes, ml)data append(data, mlBytes...)// 2. 处理每个512位块blocks : len(data) / 64hash : H // 使用初始哈希值for i : 0; i blocks; i {// 从当前块创建消息调度数组var w [64]uint32block : data[i*64 : (i1)*64]// 将前16个元素设置为消息块的内容for j : 0; j 16; j {w[j] binary.BigEndian.Uint32(block[j*4 : (j1)*4])}// 扩展消息调度数组16-63for j : 16; j 64; j {w[j] sigma1(w[j-2]) w[j-7] sigma0(w[j-15]) w[j-16]}// 初始化工作变量a, b, c, d, e, f, g, h : hash[0], hash[1], hash[2], hash[3], hash[4], hash[5], hash[6], hash[7]// 3. 主循环64轮for j : 0; j 64; j {// 计算临时变量t1 : h sum1(e) ch(e, f, g) K[j] w[j]t2 : sum0(a) maj(a, b, c)// 更新工作变量h gg ff ee d t1d cc bb aa t1 t2}// 4. 更新哈希值hash[0] ahash[1] bhash[2] chash[3] dhash[4] ehash[5] fhash[6] ghash[7] h}// 5. 格式化输出为32字节数组var result [32]bytefor i, s : range hash {binary.BigEndian.PutUint32(result[i*4:(i1)*4], s)}return result
}// 辅助函数将字节数组转换为十六进制字符串
func toHex(b [32]byte) string {const hextable 0123456789abcdefvar out [64]bytefor i, v : range b {out[i*2] hextable[v4]out[i*21] hextable[v0x0f]}return string(out[:])
}func main() {// 测试用例tests : []struct {input stringexpect string}{{,e3b0c44298fc1c149afbf4c8996fb92427ae41e4649b934ca495991b7852b855,},{hello world,b94d27b9934d3e08a52e52d7da7dabfac484efe37a5380ee9088f7ace2efcde9,},{The quick brown fox jumps over the lazy dog,d7a8fbb307d7809469ca9abcb0082e4f8d5651e46d3cdb762d02d0bf37c9e592,},}// 运行测试for _, test : range tests {hash : sha256([]byte(test.input))hex : toHex(hash)fmt.Printf(输入: %q\n, test.input)fmt.Printf(计算: %s\n, hex)fmt.Printf(预期: %s\n, test.expect)fmt.Printf(结果: %t\n\n, hex test.expect)}
}
