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[旧帖] [讨论]关于SHA1的一些理解和问题 0.00雪花
发表于: 2009-11-2 22:13 1314

[旧帖] [讨论]关于SHA1的一些理解和问题 0.00雪花

2009-11-2 22:13
1314
最近在研究SHA1 的程序,看懂了一些,仍有许多看不明白的地方,请教高人指点

首先是 SHA1.h
#include "stdafx.h"

#define SHA1_BLOCK_SIZE 64  //由sha-1算法决定的,将消息填充为512位的整数倍
#define SHA1_RESULT_SIZE 20 //输出结果为20字节

typedef struct {
    unsigned long state[5];
    unsigned long count[2];
    unsigned char buffer[64];
} SHA1_CTX;

#define rol(value, bits) (((value) << (bits)) | ((value) >> (32 - (bits))))

/* blk0() and blk() perform the initial expand. */
/* I got the idea of expanding during the round function from SSLeay */
#define blk0(i) (block->l[i] = (rol(block->l[i],24)&0xFF00FF00)|(rol(block->l[i],8)&0x00FF00FF))

#define blk(i) (block->l[i&15] = rol(block->l[(i+13)&15]^block->l[(i+8)&15]^block->l[(i+2)&15]^block->l[i&15],1))

/* (R0+R1), R2, R3, R4 are the different operations used in SHA1 */
#define R0(v,w,x,y,z,i) z+=((w&(x^y))^y)+blk0(i)+0x5A827999+rol(v,5);w=rol(w,30)
#define R1(v,w,x,y,z,i) z+=((w&(x^y))^y)+blk(i)+0x5A827999+rol(v,5);w=rol(w,30)
#define R2(v,w,x,y,z,i) z+=(w^x^y)+blk(i)+0x6ED9EBA1+rol(v,5);w=rol(w,30)
#define R3(v,w,x,y,z,i) z+=(((w|x)&y)|(w&x))+blk(i)+0x8F1BBCDC+rol(v,5);w=rol(w,30)
#define R4(v,w,x,y,z,i) z+=(w^x^y)+blk(i)+0xCA62C1D6+rol(v,5);w=rol(w,30)

void SHA1Transform(unsigned long state[5], unsigned char buffer[64]);//在SHA1Update()中调用,不用管
void SHA1Init(SHA1_CTX* context);//初始化t值,其值由sha算法决定
void SHA1Update(SHA1_CTX* context, unsigned char* data, unsigned int len);
void SHA1Final(unsigned char digest[20], SHA1_CTX* context);//对最后一块数据,先填充再sha

void SHA1(unsigned char digest[20], unsigned char* data, unsigned int len);//sha1函数(消息摘要,消息,消息长度)

然后是SHA1.cpp
/*
SHA-1 in C
By Steve Reid <steve@edmweb.com>
100% Public Domain

Test Vectors (from FIPS PUB 180-1)
"abc"
  A9993E36 4706816A BA3E2571 7850C26C 9CD0D89D
"abcdbcdecdefdefgefghfghighijhijkijkljklmklmnlmnomnopnopq"
  84983E44 1C3BD26E BAAE4AA1 F95129E5 E54670F1
A million repetitions of "a"
  34AA973C D4C4DAA4 F61EEB2B DBAD2731 6534016F
*/

/* #define LITTLE_ENDIAN * This should be #define'd if true. */
/* #define SHA1HANDSOFF * Copies data before messing with it. */

/* Hash a single 512-bit block. This is the core of the algorithm. */

#include "stdafx.h"
#include "sha1.h"
#include <memory.h>

void SHA1Transform(unsigned long state[5], unsigned char buffer[64])//对64字节消息做sha1压缩
{
        unsigned long a, b, c, d, e;
        typedef union
        {
                unsigned char c[64];
                unsigned long l[16];
        } CHAR64LONG16;
        CHAR64LONG16* block;

    block = (CHAR64LONG16*)buffer;
    /* Copy context->state[] to working vars */
    a = state[0];
    b = state[1];
    c = state[2];
    d = state[3];
    e = state[4];
    /* 4 rounds of 20 operations each. Loop unrolled. */
    R0(a,b,c,d,e, 0); R0(e,a,b,c,d, 1); R0(d,e,a,b,c, 2); R0(c,d,e,a,b, 3);
    R0(b,c,d,e,a, 4); R0(a,b,c,d,e, 5); R0(e,a,b,c,d, 6); R0(d,e,a,b,c, 7);
    R0(c,d,e,a,b, 8); R0(b,c,d,e,a, 9); R0(a,b,c,d,e,10); R0(e,a,b,c,d,11);
    R0(d,e,a,b,c,12); R0(c,d,e,a,b,13); R0(b,c,d,e,a,14); R0(a,b,c,d,e,15);
    R1(e,a,b,c,d,16); R1(d,e,a,b,c,17); R1(c,d,e,a,b,18); R1(b,c,d,e,a,19);
    R2(a,b,c,d,e,20); R2(e,a,b,c,d,21); R2(d,e,a,b,c,22); R2(c,d,e,a,b,23);
    R2(b,c,d,e,a,24); R2(a,b,c,d,e,25); R2(e,a,b,c,d,26); R2(d,e,a,b,c,27);
    R2(c,d,e,a,b,28); R2(b,c,d,e,a,29); R2(a,b,c,d,e,30); R2(e,a,b,c,d,31);
    R2(d,e,a,b,c,32); R2(c,d,e,a,b,33); R2(b,c,d,e,a,34); R2(a,b,c,d,e,35);
    R2(e,a,b,c,d,36); R2(d,e,a,b,c,37); R2(c,d,e,a,b,38); R2(b,c,d,e,a,39);
    R3(a,b,c,d,e,40); R3(e,a,b,c,d,41); R3(d,e,a,b,c,42); R3(c,d,e,a,b,43);
    R3(b,c,d,e,a,44); R3(a,b,c,d,e,45); R3(e,a,b,c,d,46); R3(d,e,a,b,c,47);
    R3(c,d,e,a,b,48); R3(b,c,d,e,a,49); R3(a,b,c,d,e,50); R3(e,a,b,c,d,51);
    R3(d,e,a,b,c,52); R3(c,d,e,a,b,53); R3(b,c,d,e,a,54); R3(a,b,c,d,e,55);
    R3(e,a,b,c,d,56); R3(d,e,a,b,c,57); R3(c,d,e,a,b,58); R3(b,c,d,e,a,59);
    R4(a,b,c,d,e,60); R4(e,a,b,c,d,61); R4(d,e,a,b,c,62); R4(c,d,e,a,b,63);
    R4(b,c,d,e,a,64); R4(a,b,c,d,e,65); R4(e,a,b,c,d,66); R4(d,e,a,b,c,67);
    R4(c,d,e,a,b,68); R4(b,c,d,e,a,69); R4(a,b,c,d,e,70); R4(e,a,b,c,d,71);
    R4(d,e,a,b,c,72); R4(c,d,e,a,b,73); R4(b,c,d,e,a,74); R4(a,b,c,d,e,75);
    R4(e,a,b,c,d,76); R4(d,e,a,b,c,77); R4(c,d,e,a,b,78); R4(b,c,d,e,a,79);
    /* Add the working vars back into context.state[] */
    state[0] += a;
    state[1] += b;
    state[2] += c;
    state[3] += d;
    state[4] += e;
    /* Wipe variables */
    a = b = c = d = e = 0;
}

/* SHA1Init - Initialize new context 其固定值是由sha协议决定的 */
void SHA1Init(SHA1_CTX* context)
{
    /* SHA1 initialization constants */
    context->state[0] = 0x67452301;
    context->state[1] = 0xEFCDAB89;
    context->state[2] = 0x98BADCFE;
    context->state[3] = 0x10325476;
    context->state[4] = 0xC3D2E1F0;
    context->count[0] = context->count[1] = 0;//用途是什么?
}

/* Run your data through this. */
void SHA1Update(SHA1_CTX* context, unsigned char* data, unsigned int len)
{
        unsigned int i, j;

    j = (context->count[0] >> 3) & 63;
       
    if ( (context->count[0] += len << 3) < (len << 3) )
                context->count[1]++;
    context->count[1] += (len >> 29);

    if ((j + len) > 63)
        {
        memcpy(&context->buffer[j], data, (i = 64-j));
                printf("\n%d",i);
        SHA1Transform(context->state, context->buffer);//对64字节消息做sha1压缩
        for ( ; i + 63 < len; i += 64)
                {
                   
                        SHA1Transform(context->state, &data[i]);//对64字节消息做sha1压缩
        }
        j = 0;
                /*j是先前剩余的字节数,len是这一次加入的字节数,j+len > 63就是说我们现在有至少一个整块了
然后拷贝64 - j个字节过来,凑成64字节  然后把这64字节SHA1Transform一下       
内层循环for ( ; i + 63 < len; i += 64)就是看看len - (64 - j) - n * 64   n = 0 1 2..... 是不是还够一个整块够就接着SHA1Transform一下

直到不够一个整块就停止
*/
    }
    else
                i = 0;

    memcpy(&context->buffer[j], &data[i], len - i);//把余下的不足64字节的消息复制到buffer中,为SHA1Final做准备
                                                                                   // SHA1Final(  )中的填充功能也是靠此条语句实现
}

/* Add padding and return the message digest.//对最后一块数据,先填充再sha */
//协议规定,消息必须填充为512位的整倍数
//填充方法:先添加一个1,然后填充尽量多的0使其长度为512的整倍数减去64,最后64位表示消息填充前的长度(比特)
void SHA1Final(unsigned char digest[20], SHA1_CTX* context)//最后一块数据在context中
{
        unsigned long i, j;
        int x,y;
        unsigned char finalcount[8];//协议规定最后64位表示消息填充前的长度(比特)

    for (i = 0; i < 8; i++) //虽然不太明白到底是怎么算出来的,但是此处循环在生成需填充在最后的64位
        {       
        finalcount[i] = (unsigned char)((context->count[(i >= 4 ? 0 : 1)] >> ((3-(i & 3)) * 8) ) & 255);  /* Endian independent */
    }

        SHA1Update(context, (unsigned char *)"\200", 1);//实现填充0x80,但是"\200"是8进制的0x80

    while ((context->count[0] & 504) != 448)   
        {
        SHA1Update(context, (unsigned char *)"\0", 1);//实现填充0x00
    }

    /* Should cause a SHA1Transform() */
        SHA1Update(context, finalcount, 8);  //实现填充最后64位,并做SHA1压缩

    for (i = 0; i < 20; i++) //复制出压缩结果
        {
        digest[i] = (unsigned char)( (context->state[i>>2] >> ((3-(i & 3)) * 8) ) & 255 );
    }

    /* Wipe variables  归零*/
    i = j = 0;
    memset(context->buffer, 0, 64);
    memset(context->state, 0, 20);
    memset(context->count, 0, 8);
    memset(&finalcount, 0, 8);
}

void SHA1(unsigned char digest[20], unsigned char* data, unsigned int len)\\实际使用  SHA1(要输出的消息摘要,消息,消息长度字节数)
{
        SHA1_CTX context;//定义t

        SHA1Init(&context);//初始化t值,其值由sha算法决定
        SHA1Update( &context,  data,len);
        SHA1Final(digest, &context);//对最后一块数据,先填充再sha
}

SHA1Transform()被我跳过去了,没有看。
还有个疑问就是LITTLE_ENDIAN 时,应该怎么做,没想明白

[招生]科锐逆向工程师培训(2024年11月15日实地,远程教学同时开班, 第51期)

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