密碼學摘要演算法之SHA2

• 簡述
• 原理

簡述

前面的篇章中我們已經說明過，SHA實際包括有一系列演算法，分別是SHA-1、SHA-224、SHA-256、SHA-384以及SHA-512。而我們所說的SHA2實際是對後面4中的統稱。各種SHA演算法的資料比較如下表，其中的長度單位均為:

原理

1. 訊息的填充與解析

   訊息填充的目的是為了在訊息填充後，在SHA-224和SHA-256中訊息的長度正好是512位的整數倍,SHA-384和SHA-512中訊息的長度是1024位的整數倍
   

接下來我們說明訊息或者資料檔案將如何實現填充。總的來說就是，先新增一個“1”，再後跟多個“0”，然後再追加一個64(SHA-384和SHA-512是128)位的訊息長度資訊，使得填充完成後的訊息長度正好是512(SHA-384和SHA-512是1024)位的整數倍。追加的訊息長度資訊是原始訊息的位長，填充完成的訊息會被分成512(SHA-384和SHA-512是1024)位的訊息分組

對於SHA-224和SHA-256來說訊息的最大長度L<2^64，在對訊息進行雜湊運算之前需要對訊息做相應的填充處理

• 在原始資訊之後填充一個“1”，例如：如果原始資訊是"01010000",完成這一填充之後就是 “010100001”。
• 在完成上一步填充後，在其後面需天充一定數量的“0”，數量記為K，則K的取值必須是滿足下述表示式的最小非負整數值
  ( L + 1 + K ) mod 512 = 448(SHA256) 或者( L + 1 + K ) mod 1024 = 896(SHA512)
• 在填充完必的訊息後，追加原始訊息長度，因為訊息的長度不會超過2^64位，所以其長度資料的值不會超過64位.填充完畢後，所有的訊息分組都將是一個512位

3. 迭代函式與常數

   SHA演算法這類雜湊演算法的計算過程都需要用到邏輯函式和計算常量。但由於具體演算法的不同所使用的具體的函式和常數略有差別。我們在前面的篇章中說過MD5和SHA1，它們都有4個邏輯函式，而在SHA2的一系列演算法中都採用了6個邏輯函式
   

SHA-224和SHA-256採用6個邏輯函式，每個函式均基於32位字運算，這些輸入的32位字,我們記為x、y、z，同樣的這些函式的計算結果也是一個32位字.而SHA-384和SHA-512每個函式操作64位的輸入字（x、y、z），輸出也是一個新的 64 位字

4. 計算過程(這部分有點複雜,暫時沒研究透)