IPv6詳解 SHA1演算法實現及詳解

2021-07-23 14:30:48 字數 2422 閱讀 6500

sha-1的演算法屬於密碼學的知識,但是這個地方主要是由於在ipv6生成stable address的時候用到,所以在ipv6的模組進行介紹。

sha1是一種資料加密的演算法,其思想就是將一段明文加密成乙個不可逆的密文。 因為是不可逆的,所以是無法通過密文推測出明文的內容,所以這個演算法不會被用來進行傳輸,一般主要是用來進行資料完整性校驗。在數字簽名之中應用比較廣泛,  數字簽名的原理是將要傳送的明文通過一種函式運算(hash)轉換成報文摘要(不同的明文對應不同的報文摘要),報文摘要加密後與明文一起傳送給接受方

sha1把訊息當成乙個位(bit)字串來處理。本文中,乙個字(word)是32位,而乙個位元組(byte)是8位。比如,字串「abc」可以被轉換成乙個位字串

01100001 01100010 01100011。它也可以被表示成16進製制字串: 0x616263.

簡單來講:sha-1演算法是把輸入二進位制串分成512位的塊,把二進位制串的位數儲存在最後64位,二者之間填充為0,依次對每個塊進行一些列高深的數**算,最後得到乙個160位的二進位制串

下面說明下整個演算法的過程

1. 補位 

先進行填充,保證資料是512或者其倍數,sha-1要求是512,。訊息必須進行補位,以使其長度在對512取模以後的餘數是448。

補位是這樣進行的:先補乙個1,然後再補0,直到長度滿足448。 如下圖所示

比如abc 原始的位元字串為:01100001 01100010 01100011 (長度為24bit)

在後面加乙個1, 後面填0,到448bit,然後後面的64保持資料的真正bit長度,為24

這樣就組成了乙個512bit的填充訊息

2.初始化hash value

在使用hash進行計算之前,需要初始化hash value, h(0),一共160bit,每個32bit

3)sha-1演算法

計算w0~w79,這一部將每乙個輸入分組,計算80個32位值(w0~w79),首先將輸入的512bit字串分成16個32位的組,命名為w0~w15

從上述公式中可以看出:在t屬於(0~15)的時候,w(t)為 512bit分成的16個分組, 當t為(16~79)的時候:

w(t) = w(t-3) xor w(t-8) xor w(t-14) xor w(t-16)  迴圈左移一位[rotl的解釋可以參考下圖]

經過上述計算能夠得到 w0~w79的值(根據要認證的資料塊計算而得出)

4) sha-1分組處理

通過上一步計算出w0~w79,這步主要是對這80個雙字進行處理,首先要有一些計算使用的常量k(t)

在t不同的範圍下,使用不同的分段函式

有了常量和函式,可以對t(0~79)內進行運算

先初始化a,b,c,d,e

在迴圈使用0~79 執行如下步驟

計算結果得到 a,b,c,d,e與原始的初始化的值相加

組成乙個160bit摘要,上面就描述的是對乙個512 塊的sha-1演算法,如果是多個512塊,進行迴圈即可。

組成的160位摘要資訊:h0h1h2h3h4

演算法的c語言實現可以參考:

1. sha-1使用big- endian

2. 沒有發現兩個不同的512塊在相同的演算法下產生相同的訊息摘要

3. 速度慢於md5

4.安全性高於md5

1. 2.

3. 4.

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