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MD5学习MD5加密算法
SHA-1加密算法介绍
SHA-1#xff08;Secure Hash Algorithm1#xff0c;安全散列算法1#xff09;是一种密… 文章目录 前言SHA-1加密算法介绍关于SHA-1和MD5 SHA-1 加密过程原文处理设置初始值和数据结构定义加密运算原理过程 在python中调用SHA-1 前言
MD5学习MD5加密算法
SHA-1加密算法介绍
SHA-1Secure Hash Algorithm1安全散列算法1是一种密码散列函数。 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。
SHA-1的历史 2005年密码分析人员发现了对SHA-1的有效攻击方法这表明该算法可能不够安全不能继续使用自2010年以来许多组织建议用SHA-2或SHA-3来替换SHA-1。Microsoft、Google以及Mozilla都宣布它们旗下的浏览器将在2017年停止接受使用SHA-1算法签名的SSL证书。 2017年2月23日CWI Amsterdam与Google宣布了一个成功的SHA-1碰撞攻击发布了两份内容不同但SHA-1散列值相同的PDF文件作为概念证明。 2020年针对SHA-1的选择前缀冲突攻击已经实际可行。建议尽可能用SHA-2或SHA-3取代SHA-1。 关于SHA-1和MD5
在上一篇学习笔记里学了MD5加密算法SHA-1和MD5同样是哈希函数俩者对于任意长度明文的预处理也都是相同的那么俩者有什么不同呢
摘要长度 安全性 SHA-1所产生的摘要是160位比MD5产生的摘要长32位因此在安全性上SHA-1高于MD5。运算速度 同样因为SHA-1的摘要长于MD5运算步骤也比MD5多了16步因此运算速度要慢于MD5
关于MD5和SHA-1在如今现代计算环境中都已经不再被认为是安全的哈希函数了为了保证数据和应用的安全应该使用SHA-256或SHA-3等算法。
SHA-1 加密过程
同MD5一样可以分为三个过程
原文处理
对于任意长度明文需要先进行填充处理使得明文长度为448mod 512位有俩种情况
原始明文长度mod512不为448需要进行填充这里假设原始明文一共有b bit那就在b1 bit处填充一个1后面全部填充0直到明文长度mod512等于448为止。第二种情况原始明文长度mod512正好为448这种情况也需要进行填充总共填充512位的数据直到明文再次mod512等于448为止。
因此填充的数据长度最小为1 bit 最大为512 bit。‘ ’ 再得到448bit长度的明文后还需要添加64bit的数据使得明文长度等于512 bit。
填充处理完成之后是分组处理
要先将恰好为512整数倍的明文分成 L 个512 bit长度 的明文分组。接下来对每个512 bit大小的明文分组进行类似于MD5的操作
先将512 bit 的明文分组分成 16个 32 bit的子明文分组。可以用 M[k] 表示之后再将这16个子明文分组扩展到 80个子明文分组。 可以用W[k]表示 扩充的方式如下 W t M t , 当0≤t≤15 W t ( W t-3 ⊕ W t-8⊕ W t-14⊕ W t-16 ) 1, 当16≤t≤79 设置初始值和数据结构定义
一些相关定义 SHA 1 针对输入的比特流是按块 (block) 依次进行处理的, 每个块的长度固定为 512 bit, SHA 1 算法允许的最大输入长度为 2^64−1 bit, 在 SHA 1 算法中, 我们将 32 bit 定义为字 (word), 所以每个字可以用 8 位十六进制来表示, 例如对于字 1010 0001 0000 0011 1111 1110 0010 0011 可表示为 A103FE23, 对于一个长度在 [0, 2^32−1] 的整数便可以用一个字来表示, 整数的最低有效 4 位为字的最右侧的十六进制字符, 对于一个整数 z, 若 0≤z2^64 则 z(2^32*xy), 其中 0≤x,y2^32, 于是 x, y都分别可以用一个字来表示, 我们记这两个字分别为 X, Y, 此时整数 z 便可以使用这对字来表示, 我们记为 (X,Y) 可以将针对bit 的逻辑运算符扩展定义到字上
X AND Y 为两个字按位逻辑与
X OR Y 为两个字按位逻辑或
X XOR Y 为两个字按位异或
NOT X 为对字 X 的每一位按位取反除了逻辑运算符还可以定义字上的算术运算
X Y 定义为 (x y) mod 2^32最后定义字上的循环左移运算符逻辑移位循环左移即是将字的比特整体向左移动 n 位, 左侧溢出的比特位补到右侧空出来的比特位, 我们将这一运算记作 S^n(X), 循环左移可以使用逻辑表达式来描述, 如下所示
S^n(X) (X n) OR (X 32 -n)MD5中有4个初始变量值而SHA-1中有五个链接变量如下
H00x67452301H10xEFCDAB89H20x98BADCFEH30x10325476H40xC3D2E1F0此外 SHA-1定义了4个逻辑函数和4个常量。每个逻辑函数针对3个字作为输入函数的输出为一个字其中 t (0 ≤ t ≤ 79) 是变量, 函数的表达式如下 f(t;B,C,D) (B AND C) OR ((NOT B) AND D) ( 0 t 19)f(t;B,C,D) B XOR C XOR D (20 t 39)f(t;B,C,D) (B AND C) OR (B AND D) OR (C AND D) (40 t 59)f(t;B,C,D) B XOR C XOR D (60 t 79)4个常量分别如下十六进制表示 K(t) 5A827999 ( 0 t 19)K(t) 6ED9EBA1 (20 t 39)K(t) 8F1BBCDC (40 t 59)K(t) CA62C1D6 (60 t 79)加密运算原理过程
SHA1有4轮运算每一轮包括20个步骤一共80步。
下图是 SHA-1算法中的一个回圈
也如MD5一样SHA-1会现将H0,H1,H2,H3,H4,H5五个初始变量依次放入ABCDE中即 A H0, B H1, C H2, D H3, E H4定义循环变量 t, 对 t 从 0 到 79 依次赋值, 每一次循环执行如下操作 TEMP S^5(A) f(t;B,C,D) E W(t) K(t);E D;D C;C S^30(B);B A;A TEMP; 分别令 H0 H0 A, H1 H1 B, H2 H2 C, H3 H3 D, H4 H4 E
从 M(0) 开始每一轮计算后会得到新的 H0, H1, … , H4, 下一轮计算中使用上一次产生的新值, 对最后一个块计算完毕后得到的 H0, H1, … , H4便是算法的输出, 即原文的 SHA 1 哈希值
在python中调用SHA-1
import hashlib# 要哈希的数据
data bHello, World! # 在 Python 3 中请确保数据以字节字符串的形式表示# 创建一个 SHA-1 哈希对象
sha1 hashlib.sha1()# 更新哈希对象以处理数据
sha1.update(data)# 获取 SHA-1 哈希值的十六进制表示
sha1_hash sha1.hexdigest()print(SHA-1 哈希值:, sha1_hash)输出
SHA-1 哈希值: 0a0a9f2a6772942557ab5355d76af442f8f65e01文献参考 https://www.cnblogs.com/scu-cjx/p/6878853.html https://sunyunqiang.com/blog/sha1/ https://zh.wikipedia.org/zh-hans/SHA-1
