2024年4月29日发(作者：)

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SHA1算法原理

1 SHA1算法简介

安全哈希算法（Secure HashAlgorithm）主要适用于数字签名标准

（Digital Signature StandardDSS）里面定义的数字签名算法（Digital

Signature AlgorithmDSA）。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。当接收到消息的时候，这个消息

摘要可以用来验证数据的完整性。在传输的过程中，数据很可能会发

生变化，那么这时候就会产生不同的消息摘要。

SHA1有如下特性：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。

2 术语和概念

2.1位(Bit)，字节（Byte）和字（Word）

SHA1始终把消息当成一个位（bit）字符串来处理。本文中，一个“字”

（Word）是32位，而一个“字节”（Byte）是8位。比如，字符串

“abc” 可以被转换成一个位字符串：01100001

0011。它也可以被表示成16进制字符串: 0x616263.

2.2 运算符和符号

）Word（下面的逻辑运算符都被运用于“字”

X^Y = X， Y逻辑与

X Y = X， Y逻辑或

X XOR Y= X， Y逻辑异或

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~X = X逻辑取反

X+Y定义如下：

字 X 和 Y 代表两个整数 x 和y, 其中 0 <= x < 2^32且 0 <= y

< 2^32. 令整数z = (x + y) mod 2^32. 这时候 0 <= z <2^32. 将z转换

成字Z, 那么就是 Z = X + Y.

循环左移位操作符Sn(X)。X是一个字，n是一个整数，0<=n<=32。

Sn(X) = (X<>32-n)

X<

n位，然后用0填补右边的n位（最后结果还是32位）。X>>n是抛

弃右边的n位，将各个位依次向右移动n位，然后在左边的n位填0。

因此可以叫Sn(X)位循环移位运算

3 SHA1算法描述

在SHA1算法中，我们必须把原始消息（字符串，文件等）转换成位

字符串。SHA1算法只接受位作为输入。假设我们对字符串“abc”产

生消息摘要。首先，我们将它转换成位字符串如下：

01100001 01100010 01100011

―――――――――――――

=99

'c‘=98 'b‘=97 'a‘

这个位字符串的长度为24。下面我们需要5个步骤来计算MD5。

3.1 补位

消息必须进行补位，以使其长度在对512取模以后的余数是448。也

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