Python SHA256 哈希计算

Question

我正在用 Python 编写 SHA256 实现，填充、解析和消息调度似乎工作正常，我的问题在于哈希计算。目前我只是想计算工作变量“a”。 这是我得到的值(十六进制)

5d6aebe0

预期输出，根据 this :

5D6AEBCD

这是我的代码:

将工作变量设置为 FIPS-180 中指定的常量

a = int('6a09e667', 16)
b = int('bb67ae85', 16)
c = int('3c6ef372', 16)
d = int('a54ff53a', 16)
e = int('510e527f', 16)
f = int('9b05688c', 16)
g = int('1f83d9ab', 16)
h = int('5be0cd19', 16)

设置依赖于值t的两个重要变量:

W = int('61626380', 16)
K = int('428a2f98', 16)

来自 wikipedia 上的伪代码:

S1 = hash.ROTR(e, 6) ^ hash.ROTR(e, 11) ^ hash.ROTR(e, 25)
ch = (e & f) ^ ((~e) & g)#((e1) & g)
temp1 = (h + S1 + ch + K + W) % math.pow(2, 32)
S0 = hash.ROTR(a, 2) ^ hash.ROTR(a, 13) ^ hash.ROTR(a, 22)
maj = (a & b) ^ (a & c) ^ (b & c)
temp2 = (S0 + maj) % math.pow(2, 32)
a = int((temp1 + temp2) % math.pow(2, 32))

ROTR函数:

@staticmethod
def ROTR(x, n, w=32):
    return (x >> n) | (x << w - n)

或者，拆分成函数，如 FIPS-180 中指定的那样(产生相同的输出)

T1 = int((h + hash.SIGMA1(e) + hash.Ch(e, f, g) + hash.K[t] + W) % math.pow(2, 32))
T2 = int((hash.SIGMA0(a) + hash.Maj(a, b, c)) % math.pow(2, 32))
a = int((T1 + T2) % math.pow(2, 32))

哈希类:

@staticmethod
def ROTR(x, n, w=32):
    return (x >> n) | (x << w - n)
def SIGMA0(x):
    return hash.ROTR(x, 2) ^ hash.ROTR(x, 13) ^ hash.ROTR(x, 22)
def SIGMA1(x):
    return hash.ROTR(x, 6) ^ hash.ROTR(x, 11) ^ hash.ROTR(x, 25)
def Ch(x, y, z):
    return (x & y) ^ (~x & z)
def Maj(x, y, z):
    return (x & y) ^ (x & z) ^ (y & z)

顺便说一句，我正在使用 Python 3。提前致谢。

Answer 1

您需要在此处添加更多掩码以减少溢出位。例如，您的 ROTR :

def ROTR(x, n, w=32):
    return (x >> n) | (x << w - n)

保留 x 的所有高位完好无损 w边界;你想从 w 构造一个掩码并屏蔽掉高位，例如:

def ROTR(x, n, w=32):
    return ((x >> n) | (x << w - n)) & ((1 << w) - 1)

只要您可能溢出假定的“寄存器宽度”，就需要类似的掩码。它们还可以替代容易出错的 % math.pow(2, 32) 用法。你已经开始了，正在改变:

int((temp1 + temp2) % math.pow(2, 32))

到:

(temp1 + temp2) & ((1 << 32) - 1)

或等同于:

(temp1 + temp2) % 2 ** 32

对于溢出不那么明显的按位求反也需要这样做:Python 的 int s 是无限精度，非负值的按位求反得到一个负值，有效地添加无限 1左边的位(在语言指定的伪二进制补码行为中)。所以~x必须变成 ~x & ((1 << 32) - 1)或类似的强制它返回到仅包含低 32 位的正值。

这必须在全局范围内完成(所以 temp1 和 temp2 实际上是 int ，而不是 float 计算时的值)。一般来说，math.pow完全没用；你要么想使用 **运算符(它不会强制转换为 float 并且执行效率更高)或内置的 pow函数(只需要它的三个参数来进行有效的模幂运算)。