hash函数SHA-1算法

SHA-1算法概述：SHA-1算法由美国国家标准和技术协会（NIST）与美国国家安全局（NSA）设计，并且被美国政府采纳，成为美国国家标准。事实上SHA-1目前是全世界使用最为广泛的哈希算法可以对长度不超过2^64位（bit）的消息进行计算，输入以512位(bit)数据块为单位处理，产生160位(bit)的消息摘要作为输出。SHA-1变换消息摘要输入输出小于2^64bit160bit实现过程：该算法的处理流程大致分为5个步骤：步骤1：补位，补长度。步骤2：将步骤2得到的消息M以512bit分组，每组分成16个字。步骤3：将16个字扩充至80个字。步骤4：进行散列函数的计算准备工作：把原始消息（如字符串、文件等）转换成bit序列。“abc”011000010110001001100011原始消息bit序列转换‘a’=0x61‘b’=0x62‘c’=0x63步骤1：补位。最高位补1，其余补0，使得数据位总长度对512取余的结果为448。011000010110001001100011原始序列补位后序列01100001011000100110001110000000000……0000000000024位补1位1，补423位0448位步骤1：补位。最高位补1，其余补0，使得数据位总长度对512取余的结果为448。原始序列24位011000010110001001100011110000000···00000000000填充后0110000101100010011000111（512-24-1-64）个0步骤1：补位。最高位补1，其余补0，使得数据位总长度对512取余的结果为448。6162638000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000补位后的序列转换成16进制步骤1：补长度。将原始数据的长度补到补位操作后的消息后面。61626380000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000018补位后的序列转换成16进制步骤2：将步骤1得到的消息M以512bit分组，每组分成16个字。10/18M=M1||M2||…||Mi||…||Mn512bit512bit512bit512bit616263800000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000018M1例步骤2：将步骤1得到的消息M以512bit分组，每组分成16个字（1）将Mi分成16个字W0，W1，…,W1511/18M1=61626380000000000000000000000000W0W1W2W300000000000000000000000000000000W4W5W6W700000000000000000000000000000000W8W9W10W1100000000000000000000000000000018W12W13W14W15步骤3：对于Mi进行以下处理（1）将16个字扩充至80个字，扩展W16，W17，…,W79Wt=S1(Wt-3⊕Wt-8⊕Wt-14⊕Wt-16)(0≤t≤19)St(W)将W循环左移t位步骤4：进行散列函数的计算，SHA-1算法的核心共4轮，每轮20步，共80步。（1）初始化MD缓冲区{Hi}，160bit(5个32的寄存器)。A=H0=0x67452301B=H1=0xEFCDAB89C=H2=0x98BADCFED=H3=0x10325476E=H4=0xC3D2E1F0步骤5：进行散列函数的计算，SHA-1算法的核心共4轮，每轮20步，共80步。（1）更新缓存ABCDE的内容，缓存ABCDE的初始值为：A=H0B=H1C=H2D=H3E=H4步骤5：进行散列函数的计算，SHA-1算法的核心共4轮，每轮20步，共80步。（2）共4轮，每轮的常数K为：Kt=5A827999(0≤t≤19)Kt=6ED9EBA1(20≤t≤39)Kt=8F1BBCDC(40≤t≤59)Kt=CA62C1D6(60≤t≤79)512bits/32=16words扩展至W[80]字每1/4用20字步骤5：进行散列函数的计算，SHA-1算法的核心共4轮，每轮20步，共80步。步骤5：进行散列函数的计算，SHA-1算法的核心共4轮，每轮20步，共80步。（3）对于0≤t≤19，执行以下循环：TEMP=S5(A)+ft(B,C,D)+E+Wt+Ktft(B,C,D)=(B∧C)∨((¬B)∧D)(0≤t≤19)步骤5：对于Mi进行以下处理（4）对于0≤t≤79，执行以下循环：TEMP=S5(A)+ft(B,C,D)+E+Wt+KtB=A，C=(B30)，D=C，E=D步骤5：对于Mi进行以下处理（4）对于0≤t≤79，执行以下循环：TEMP=S5(A)+ft(B,C,D)+E+Wt+KtE=D;D=C;C=S30(B);B=A;A=TMP步骤5：对于Mi进行以下处理（5）对于0≤t≤79，执行以下循环：TEMP=S5(A)+ft(B,C,D)+E+Wt+KtKt=5A827999(0≤t≤19)步骤5：对于Mi进行以下处理（6）上一步循环执行完成后，令H0=H0+AH1=H1+BH2=H2+CH3=H3+DH4=H4+E步骤6：重复步骤5，对消息块M1…Mn(0=n=15)进行处理。处理完所有的Mn后，得到第一轮的消息摘要（共160位）H0H1H2H3H4TEMP=S5(A)+ft(B,C,D)+E+Wt+KtE=D;D=C;C=S30(B);B=A;A=TMP•ThankYou！