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SHA:安全散列算法简析 附实例

 更新时间: 2020年06月25日 22:42:41   转载 投稿: mdxy-dxy  
SHA (Secure Hash Algorithm,译作安全散列算法) 是美国国家安全局 (NSA) 设计,美国国家标准与技术研究院(NIST) 发布的一系列密码散列函数

前言

tinengzhuangtaixianyujingshenzhuangtai,xiguanxianyujuexin,jujiaoxianyuxihao。

SHA算法简介

1.1 概述

正规的彩票  sha (secure hash algorithm,yizuoanquansanliesuanfa) shimeiguoguojiaanquanju (nsa) sheji,meiguoguojiabiaozhunyujishuyanjiuyuan(nist) fabudeyixiliemimasanliehanshu。zhengshimingchengwei sha dejiazudiyigechengyuanfabuyu 1993nian。ranerrenmenjitaquleyigefeizhengshidemingcheng sha-0 yibimianyutadehoujizhehunxiao。liangnianzhihou, sha-1,diyige sha dehoujizhefabule。 lingwaihaiyousizhongbianti,cengjingfabuyitishengshuchudefanweihebiangengyixiexiweisheji: sha-224, sha-256, sha-384 he sha-512 (zheixieyoushihouyebeichengzuo sha-2)。

  shajiazudewugesuanfa,fenbieshisha-1、sha-224、sha-256、sha-384,hesha-512,youmeiguoguojiaanquanju(nsa)suosheji,bingyoumeiguoguojiabiaozhunyujishuyanjiuyuan(nist)fabu;shimeiguodezhengfubiaozhun。housizheyoushibingchengweisha-2。sha-1zaixuduoanquanxiedingzhongguangweishiyong,baokuotlshessl、pgp、ssh、s/mimeheipsec,cengbeishiweishimd5(gengzaozhiqianbeiguangweishiyongdezacouhanshu)dehoujizhe。dansha-1deanquanxingrujinbeimimaxuejiayanzhongzhiyi;suiranzhijinshangweichuxianduisha-2youxiaodegongji,tadesuanfagensha-1jibenshangrengranxiangsi;yinciyouxierenkaishifazhanqitatidaidezacousuanfa。

1.2 SHA算法原理

  sha-1shiyizhongshujujiamisuanfa,gaisuanfadesixiangshijieshouyiduanmingwen,ranhouyiyizhongbukenidefangshijiangtazhuanhuanchengyiduan(tongchanggengxiao)miwen,yekeyijiandandelijieweiquyichuanshuruma(chengweiyuyingshehuoxinxi),bingbatamenzhuanhuaweizhangdujiaoduan、weishugudingdeshuchuxuliejisanliezhi(yechengweixinxizhaiyaohuoxinxirenzhengdaima)deguocheng。

  danxiangsanliehanshudeanquanxingzaiyuqichanshengsanliezhidecaozuoguochengjuyoujiaoqiangdedanxiangxing。ruguozaishuruxuliezhongqianrumima,neimerenherenzaibuzhidaomimadeqingkuangxiadoubunengchanshengzhengquedesanliezhi,congerbaozhengleqianquanxing。shajiangshuruliuanzhaomeikuai512wei(64gezijie)jinxingfenkuai,bingchansheng20gezijiedebeichengweixinxirenzhengdaimahuoxinxizhaiyaodeshuchu。

  gaisuanfashurubaowendezhangdubuxian,chanshengdeshuchushiyige160weidebaowenzhaiyao。shurushian512 weidefenzujinxingchulide。sha-1shibukenide、fangchongtu,bingjuyoulianghaodexuebengxiaoying。

正规的彩票  tongguosanliesuanfakeshixianshuziqianmingshixian,shuziqianmingdeyuanlishijiangyaochuansongdemingwentongguoyizhonghanshuyunsuan(hash)zhuanhuanchengbaowenzhaiyao(butongdemingwenduiyingbutongdebaowenzhaiyao),baowenzhaiyaojiamihouyumingwenyiqichuansongjijieshoufang,jieshoufangjiangjieshoudemingwenchanshengxindebaowenzhaiyaoyufasongfangdefalaibaowenzhaiyaojiemibijiao,bijiaojieguoyizhibiaoshimingwenweibeigaidong,ruguobuyizhibiaoshimingwenyibeicuangai。

1.3 SHA算法应用

  shasuanfazhuyaoyongyubeizhengfubumenhesiyingyezhuyonglaichulimingandexinxi。liru,zhifujigou,yinxingzhijiandeshujuchuanshu,youdeshishiyongshasanliesuanjijinxingjiami。

SHA 安全散列算法

安全散列算法(英语: Secure Hash Algorithm,缩写为SHA)是一个密码散列函数家族.
和MD5类似,安全散列算法可以根据字符串生成一定长度的摘要信息,该摘要信息不可逆转,且不同的字符串的摘要信息相同的概率极低。

SHA家族

sha youduogesuanfa,youyixieyijingguoshibuzaituijianshiyong,youyixieshianquanduhengaode,danshihuijiangdixingneng。

SHA1

对于长度小于2^64位的消息,SHA1会产生一个160位的消息摘要。
不可以从消息摘要中复原信息;两个不同的消息不会产生同样的消息摘要,(但会有1x10 ^ 48分之一的机率出现相同的消息摘要,一般使用时忽略)。
可以用于校验信息是否被篡改,比如数字证书的签名
已经不安全了,所以数字签名证书多用SHA256

SHA256

SHA256 从功能上来说和 SHA1类似,一般也用于信息摘要,算法使用的哈希值长度是256位
用于数字证书的签名,一般数据的签名,目前流行的安全散列算法

SHA384、SHA512

neironglve,genganquan,yegengxiaohaoxingneng,jiezhi2019nian8yue20ri,zheiliangzhongsuanfadouhaimeiyoudafanweituijianshiyong,shimianshangtuijiandeshi sha256

安全性

目前而言,SHA1 不安全了,SHA256还是安全的
但是从兼容性来说,很多系统依旧支持SHA1,但是最新的则会要求是SHA256

Java 中的 SHA

使用 commons-codec
正规的彩票 可以使用 Apache 提供的 jar 包 commons-codec

maven yilairuxia

<dependency>
	<groupId>commons-codec</groupId>
	<artifactId>commons-codec</artifactId>
	<version>1.10</version>
</dependency>

代码举例

正规的彩票jieguoshizijieshuzu,zhuanhuawei 16jinzhizhanshi

java

import org.apache.commons.codec.digest.DigestUtils;

public class ShaTest {

 public static void main(String [] args){
  String str="123";
  String sha1HexStr=DigestUtils.sha1Hex(str.getBytes());
  System.out.println("SHA1"+":"+sha1HexStr.length()+";"+sha1HexStr);

  String sha256HexStr=DigestUtils.sha256Hex(str.getBytes());
  System.out.println("SHA256"+":"+sha256HexStr.length()+";"+sha256HexStr);

  String sha384HexStr=DigestUtils.sha384Hex(str.getBytes());
  System.out.println("SHA384"+":"+sha384HexStr.length()+";"+sha384HexStr);

  String sha512HexStr=DigestUtils.sha512Hex(str.getBytes());
  System.out.println("SHA512"+":"+sha512HexStr.length()+";"+sha512HexStr);
 }
}

正规的彩票jieguo-shiyong16jinzhizhanshi

SHA1:40;40bd001563085fc35165329ea1ff5c5ecbdbbeef
SHA256:64;a665a45920422f9d417e4867efdc4fb8a04a1f3fff1fa07e998e86f7f7a27ae3
SHA384:96;9a0a82f0c0cf31470d7affede3406cc9aa8410671520b727044eda15b4c25532a9b5cd8aaf9cec4919d76255b6bfb00f
正规的彩票 SHA512:128;3c9909afec25354d551dae21590bb26e38d53f2173b8d3dc3eee4c047e7ab1c1eb8b85103e3be7ba613b31bb5c9c36214dc9f14a42fd7a2fdb84856bca5c44c2

下面是其他网友的补充

java代码实现SHA算法

package cn.mars.app.txn.wanglian;
 
 import java.security.MessageDigest;
 import java.security.NoSuchAlgorithmException;
 
 public class Sha1Util {
  /**
  * SHA1签名
  * @param paramStr 要加签的字符串
  * @return
  */
 public static String SHA1(String paramStr) {
  MessageDigest alg;
  String result = "";
  String tmp = "";
  try {
   alg = MessageDigest.getInstance("SHA-1");
   alg.update(paramStr.getBytes());
   byte[] bts = alg.digest();

   for (int i = 0; i < bts.length; i++) {
    tmp = (Integer.toHexString(bts[i] & 0xFF));
    if (tmp.length() == 1)
     result += "0";
    result += tmp;
   }
  } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
   // TODO Auto-generated catch block
   e.printStackTrace();
  }

  return result;
 }
 
 public static void main(String[] args) {
  String sha1 = SHA1("111");
  
  System.out.println(sha1);
 }
}

jingguojiamihoudezifuchuandegeshushigudingde: 40

package com.enterise.test;
public class SHA1 {
	
	private final int[] abcde = { 0x67452301,0xefcdab89,0x98badcfe,
	0x10325476,0xc3d2e1f0 };
	
	// 摘要数据存储数组
	private int[] digestInt = new int[5];
	
	// 计算过程中的临时数据存储数组
	private int[] tmpData = new int[80];
	
	
	
	//	测试
	public static void main(String[] args) {
		String param = "";
		System.out.println("加密前:
" + param);
		System.out.println("length-->"+param.length());
		
		String digest = new SHA1().getDigestOfString(param.getBytes());
		System.out.println("加密后:
" + digest);
		System.out.println("length-->"+digest.length());
	}
	
	// 计算sha-1摘要
	private int process_input_bytes(byte[] bytedata) {
	
		// 初试化常量
		System.arraycopy(abcde,0,digestInt,0,abcde.length);
		
		// 格式化输入字节数组,补10及长度数据
		byte[] newbyte = byteArrayFormatData(bytedata);
		
		// 获取数据摘要计算的数据单元个数
		int MCount = newbyte.length / 64;
		
		// 循环对每个数据单元进行摘要计算
		for (int pos = 0; pos < MCount; pos++) {
		
			// 将每个单元的数据转换成16个整型数据,并保存到tmpData的前16个数组元素中
		for (int j = 0; j < 16; j++) {
			tmpData[j] = byteArrayToInt(newbyte,(pos * 64) + (j * 4));
		}
		
	//	摘要计算函数
		encrypt();
		}
		
		return 20;
	}
	
	// 格式化输入字节数组格式
	private byte[] byteArrayFormatData(byte[] bytedata) {
		// 补0数量
		int zeros = 0;
		// 补位后总位数
		int size = 0;
		// 原始数据长度
		int n = bytedata.length;
		// 模64后的剩余位数
		int m = n % 64;
		// 计算添加0的个数以及添加10后的总长度
			if (m < 56) {
				zeros = 55 - m;
				size = n - m + 64;
			} else if (m == 56) {
				zeros = 63;
				size = n + 8 + 64;
			} else {
				zeros = 63 - m + 56;
				size = (n + 64) - m + 64;
			}
		// 补位后生成的新数组内容
		byte[] newbyte = new byte[size];
		// 复制数组的前面部分
		System.arraycopy(bytedata,0,newbyte,0,n);
		// 获得数组Append数据元素的位置
		int l = n;
		// 补1操作
		newbyte[l++] = (byte) 0x80;
		// 补0操作
		for (int i = 0; i < zeros; i++) {
			newbyte[l++] = (byte) 0x00;
		}
		// 计算数据长度,补数据长度位共8字节,长整型
		long N = (long) n * 8;
		byte h8 = (byte) (N & 0xFF);
		byte h7 = (byte) ((N >> 8) & 0xFF);
		byte h6 = (byte) ((N >> 16) & 0xFF);
		byte h5 = (byte) ((N >> 24) & 0xFF);
		byte h4 = (byte) ((N >> 32) & 0xFF);
		byte h3 = (byte) ((N >> 40) & 0xFF);
		byte h2 = (byte) ((N >> 48) & 0xFF);
		byte h1 = (byte) (N >> 56);
		
		newbyte[l++] = h1;
		newbyte[l++] = h2;
		newbyte[l++] = h3;
		newbyte[l++] = h4;
		newbyte[l++] = h5;
		newbyte[l++] = h6;
		newbyte[l++] = h7;
		newbyte[l++] = h8;
		
		return newbyte;
	}
	private int f1(int x,int y,int z) {
		return (x & y) | (~x & z);
	}
	
	private int f2(int x,int y,int z) {
		return x ^ y ^ z;
	}
	
	private int f3(int x,int y,int z) {
		return (x & y) | (x & z) | (y & z);
	}
	
	private int f4(int x,int y) {
		return (x << y) | x >>> (32 - y);
	}
	//
//	单元摘要计算函数
	private void encrypt() {
		for (int i = 16; i <= 79; i++) {
			tmpData[i] = f4(tmpData[i - 3] ^ tmpData[i - 8] ^ tmpData[i - 14]
			^ tmpData[i - 16],1);
		}
		
		int[] tmpabcde = new int[5];
		
		for (int i1 = 0; i1 < tmpabcde.length; i1++) {
			tmpabcde[i1] = digestInt[i1];
		}
		
		for (int j = 0; j <= 19; j++) {
			int tmp = f4(tmpabcde[0],5)
			+ f1(tmpabcde[1],tmpabcde[2],tmpabcde[3]) + tmpabcde[4]
			+ tmpData[j] + 0x5a827999;
			tmpabcde[4] = tmpabcde[3];
			tmpabcde[3] = tmpabcde[2];
			tmpabcde[2] = f4(tmpabcde[1],30);
			tmpabcde[1] = tmpabcde[0];
			tmpabcde[0] = tmp;
		}
		
		for (int k = 20; k <= 39; k++) {
			int tmp = f4(tmpabcde[0],5)
			+ f2(tmpabcde[1],tmpabcde[2],tmpabcde[3]) + tmpabcde[4]
			+ tmpData[k] + 0x6ed9eba1;
			tmpabcde[4] = tmpabcde[3];
			tmpabcde[3] = tmpabcde[2];
			tmpabcde[2] = f4(tmpabcde[1],30);
			tmpabcde[1] = tmpabcde[0];
			tmpabcde[0] = tmp;
		}
		
		for (int l = 40; l <= 59; l++) {
			int tmp = f4(tmpabcde[0],5)
			+ f3(tmpabcde[1],tmpabcde[2],tmpabcde[3]) + tmpabcde[4]
			+ tmpData[l] + 0x8f1bbcdc;
			tmpabcde[4] = tmpabcde[3];
			tmpabcde[3] = tmpabcde[2];
			tmpabcde[2] = f4(tmpabcde[1],30);
			tmpabcde[1] = tmpabcde[0];
			tmpabcde[0] = tmp;
		}
		
		for (int m = 60; m <= 79; m++) {
			int tmp = f4(tmpabcde[0],5)
			+ f2(tmpabcde[1],tmpabcde[2],tmpabcde[3]) + tmpabcde[4]
			+ tmpData[m] + 0xca62c1d6;
			tmpabcde[4] = tmpabcde[3];
			tmpabcde[3] = tmpabcde[2];
			tmpabcde[2] = f4(tmpabcde[1],30);
			tmpabcde[1] = tmpabcde[0];
			tmpabcde[0] = tmp;
		}
		
		for (int i2 = 0; i2 < tmpabcde.length; i2++) {
			digestInt[i2] = digestInt[i2] + tmpabcde[i2];
		}
		
		for (int n = 0; n < tmpData.length; n++) {
			tmpData[n] = 0;
		}
	}
	
	// 4字节数组转换为整数
	private int byteArrayToInt(byte[] bytedata,int i) {
		return ((bytedata[i] & 0xff) << 24) | ((bytedata[i + 1] & 0xff) << 16)
		| ((bytedata[i + 2] & 0xff) << 8) | (bytedata[i + 3] & 0xff);
	}
	
	
	// 整数转换为4字节数组
	private void intToByteArray(int intValue,byte[] byteData,int i) {
		byteData[i] = (byte) (intValue >>> 24);
		byteData[i + 1] = (byte) (intValue >>> 16);
		byteData[i + 2] = (byte) (intValue >>> 8);
		byteData[i + 3] = (byte) intValue;
	}
	
	// 将字节转换为十六进制字符串
	private static String byteToHexString(byte ib) {
		char[] Digit = { '0','1','2','3','4','5','6','7','8','9','A',
		'B','C','D','E','F' };
		char[] ob = new char[2];
		ob[0] = Digit[(ib >>> 4) & 0X0F];
		ob[1] = Digit[ib & 0X0F];
		String s = new String(ob);
		
		return s;
	}
	
	// 将字节数组转换为十六进制字符串
	private static String byteArrayToHexString(byte[] bytearray) {
		String strDigest = "";
		for (int i = 0; i < bytearray.length; i++) {
			strDigest += byteToHexString(bytearray[i]);
		}
		
		return strDigest;
	}
	// 计算sha-1摘要,返回相应的字节数组
	public byte[] getDigestOfBytes(byte[] byteData) {
		process_input_bytes(byteData);
		byte[] digest = new byte[20];
		
		for (int i = 0; i < digestInt.length; i++) {
			intToByteArray(digestInt[i],digest,i * 4);
		}
		
		return digest;
	}
	
	// 计算sha-1摘要,返回相应的十六进制字符串
	public String getDigestOfString(byte[] byteData) {
		return byteArrayToHexString(getDigestOfBytes(byteData));
	}
 
}

daocizheipianguanyusha:anquansanliesuanfadewenzhangjiujieshaodaozheile,gengduoxiangguanshaanquansanliesuanfaneirongqingsousuojiaobenzhijiayiqiandewenzhanghuojixuliulanxiamiandezhengguidecaipiaoxiangguandewenzhangxiwangdajiayihouduoduozhichijiaobenzhijia!

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