参考：《密码学引论》第二版 武汉大学出版社

SHA-1简介

SHA-1（英语：Secure Hash Algorithm 1，中文名：安全散列算法1）是一种密码散列函数，美国国家安全局设计，并由美国国家标准技术研究所（NIST）发布为联邦数据处理标准（FIPS）。SHA-1可以生成一个被称为消息摘要的160位（20字节）散列值，散列值通常的呈现形式为40个十六进制数。（源自百度百科）

具体实现

数据填充

填充数据的母的是使数据长度与448模512同余（这里是指位数）。若数据本身已经满足上述长度要求，让需要进行填充（例如，若数据长度为448位，则仍需要填充512位使其长度变为960，原因最后一组填充需要在数据后附加一个1（8位）以及填充前数据的长度（64位），因此最后一组长度最长为440（输入为字符串格式下）），因此填充位数在1~512之间。

填充方法为在数据后附加一个1和若干个0，然后附上表示填充前数据长度的64位数据（最高有效位在前）。

以"this is a test"为例：

填充前：

填充后（0x70表示输入字符串的位数）：

其他情况详见代码

初始化缓冲区

Hash函数中间结果和最终结果都保存于160位的缓冲区中，缓冲区由5个32位寄存器组成，将这些寄存器初始化为下列32为的整数值。

unsigned int h[5]={0x67452301,0xefcdab89,0x98badcfe,0x10325476,0xc3d2e1f0};

1

需要注意的是，在SHA-1中，字的最高有效字节存于低地址字节位置。

执行算法主循环

如图所示：

每次循环处理一个512位的分组，故循环次数位填充后的数据分组数。

具体代码

#include<stdio.h>

#include<stdlib.h>

#include<string.h>

#define rol(x,y) ((x<<y)|(x>>(32-y))) //循环左移

//一次循环过程，str为填充后的数据或是数据中的一部分

void round(unsigned char str[64],unsigned int h[5]){

unsigned int a, b, c, d, e,tmp,w[80];

unsigned int i;

for(i=0;i<16;i++){

w[i]=((unsigned int)str[i*4]<<24)|(((unsigned int)str[i*4+1])<<16)|

(((unsigned int)str[i*4+2])<<8)|(((unsigned int)str[i*4+3])<<0);

}

for (i=16;i<80;i++ ){

tmp = w[i-3]^w[i-8]^w[i-14]^w[i-16];

w[i]=rol(tmp,1);

}

a=h[0];b=h[1];c=h[2];d=h[3];e=h[4];

for(i=0;i<80;i++){

switch(i/20){

case 0:tmp=rol(a,5)+((b&c)|(d&~b))+e+w[i]+0x5a827999;break;

case 1:tmp=rol(a,5)+(b^c^d)+e+w[i]+0x6ed9eba1;break;

case 2:tmp=rol(a,5)+((b&c)|(b&d)|(c&d))+e+w[i] +0x8f1bbcdc;break;

case 3:tmp=rol(a,5)+(b^c^d)+e+w[i] + 0xca62c1d6;break;

}

e=d;d=c;

c=rol(b,30);

b=a;a=tmp;

}

h[0]+=a;h[1]+=b;h[2]+=c;h[3]+=d;h[4]+=e;

}

//sha-1算法

void sha1(unsigned char*input,long long len,unsigned char*output){

unsigned char temp[64];

unsigned int h[5]={0x67452301,0xefcdab89,0x98badcfe,0x10325476,0xc3d2e1f0};

unsigned int i,n=len,tmp;

while(n>=64){

memcpy(temp,input+len-n,64);

round(temp,h);

n-=64;

}

if(n>=56){

memset(temp,0,64);

memcpy(temp,input+len-n,n);temp[n]=128;

round(temp,h);

memset(temp,0,64);

for(i=56;i<64;i++)

temp[i]=((len*8)>>(63-i)*8)&0xff;

round(temp,h);

}

else{

memset(temp,0,64);

memcpy(temp,input+len-n,n);temp[n]=128;

for(i=56;i<64;i++)

temp[i]=((len*8)>>(63-i)*8)&0xff;

round(temp,h);

}

for(i=0;i<20;i++){

tmp=(h[i/4]>>((3-i%4)*8))&0xff;

sprintf((char*)output+2*i,"%02x",tmp);

}

}

//测试

int main(){

unsigned char input[]="this is a test aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa",output[40]={0};

sha1(input,strlen((char*)input),output);

printf("%s\n",output);

}

在线工具网址：http://ctf.ssleye.com/hash.html

工具求hash结果

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