安全算法之SHA1SHA1摘要运算的C语言源码实现

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了安全算法之SHA1SHA1摘要运算的C语言源码实现相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

【安全算法之SHA1】SHA1摘要运算的C语言源码实现

概述

大家都知道摘要算法在安全领域,也是一个特别重要的存在,而SHA1是其中比较常见的一种摘要算法,它的特点就是计算复杂度较低,不等长的数据原文输入,可以得出等长的摘要值,这个值是固定为20字节。正是由于这种特殊性,很多重要的数据完整性校验领域,都可以看到SHA1的影子。
今天给大家带来SHA1的C源码版本实现,欢迎大家深入学习和讨论。

头文件定义

头文件定义如下,主要定义了SHA1的上下文结构体,以及导出的三个API:


#ifndef __SHA1_H__
#define __SHA1_H__

#include <stdint.h>

#define SHA1_DIGEST_LEN 20         	// SHA1 outputs a 20 byte digest

typedef struct _sha1_ctx_t {
    uint32_t 		total[2];     	/*!< number of bytes processed  */
    uint32_t 		state[5];   	/*!< intermediate digest state  */
    uint8_t 		buffer[64];   	/*!< data block being processed */
} sha1_ctx_t;

void crypto_sha1_init(sha1_ctx_t *ctx);
void crypto_sha1_update(sha1_ctx_t *ctx, const uint8_t *data, uint32_t len);
void crypto_sha1_final(sha1_ctx_t *ctx, uint8_t *digest);

#endif   // __SHA1_H__

C语言版本的实现源码

下面是SHA1的C语言版本实现,主要也是围绕导出的3个API:


#include <string.h>
#include "sha1.h"

/*
 * 32-bit integer manipulation macros (big endian)
 */
#ifndef GET_UINT32_BE
#define GET_UINT32_BE(n, b, i)                                              \\
    {                                                                       \\
        (n) = ((uint32_t)(b)[(i)] << 24) | ((uint32_t)(b)[(i) + 1] << 16) | \\
              ((uint32_t)(b)[(i) + 2] << 8) | ((uint32_t)(b)[(i) + 3]);     \\
    }
#endif

#ifndef PUT_UINT32_BE
#define PUT_UINT32_BE(n, b, i)                  \\
    {                                           \\
        (b)[(i)]     = (uint8_t)((n) >> 24);    \\
        (b)[(i) + 1] = (uint8_t)((n) >> 16);    \\
        (b)[(i) + 2] = (uint8_t)((n) >> 8);     \\
        (b)[(i) + 3] = (uint8_t)((n));          \\
    }
#endif

static const uint8_t sha1_padding[64] = {
    0x80, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
    0,    0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
    0,    0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
};

static void local_sha1_process(sha1_ctx_t *ctx,
                      const uint8_t   data[64])
{
    uint32_t temp, W[16], A, B, C, D, E;

    GET_UINT32_BE(W[0], data, 0);
    GET_UINT32_BE(W[1], data, 4);
    GET_UINT32_BE(W[2], data, 8);
    GET_UINT32_BE(W[3], data, 12);
    GET_UINT32_BE(W[4], data, 16);
    GET_UINT32_BE(W[5], data, 20);
    GET_UINT32_BE(W[6], data, 24);
    GET_UINT32_BE(W[7], data, 28);
    GET_UINT32_BE(W[8], data, 32);
    GET_UINT32_BE(W[9], data, 36);
    GET_UINT32_BE(W[10], data, 40);
    GET_UINT32_BE(W[11], data, 44);
    GET_UINT32_BE(W[12], data, 48);
    GET_UINT32_BE(W[13], data, 52);
    GET_UINT32_BE(W[14], data, 56);
    GET_UINT32_BE(W[15], data, 60);

#define S(x, n) ((x << n) | ((x & 0xFFFFFFFF) >> (32 - n)))

#define R(t)                                                             \\
    (temp = W[(t - 3) & 0x0F] ^ W[(t - 8) & 0x0F] ^ W[(t - 14) & 0x0F] ^ \\
            W[t & 0x0F],                                                 \\
     (W[t & 0x0F] = S(temp, 1)))

#define P(a, b, c, d, e, x)                \\
    {                                      \\
        e += S(a, 5) + F(b, c, d) + K + x; \\
        b = S(b, 30);                      \\
    }

    A = ctx->state[0];
    B = ctx->state[1];
    C = ctx->state[2];
    D = ctx->state[3];
    E = ctx->state[4];

#define F(x, y, z) (z ^ (x & (y ^ z)))
#define K 0x5A827999

    P(A, B, C, D, E, W[0]);
    P(E, A, B, C, D, W[1]);
    P(D, E, A, B, C, W[2]);
    P(C, D, E, A, B, W[3]);
    P(B, C, D, E, A, W[4]);
    P(A, B, C, D, E, W[5]);
    P(E, A, B, C, D, W[6]);
    P(D, E, A, B, C, W[7]);
    P(C, D, E, A, B, W[8]);
    P(B, C, D, E, A, W[9]);
    P(A, B, C, D, E, W[10]);
    P(E, A, B, C, D, W[11]);
    P(D, E, A, B, C, W[12]);
    P(C, D, E, A, B, W[13]);
    P(B, C, D, E, A, W[14]);
    P(A, B, C, D, E, W[15]);
    P(E, A, B, C, D, R(16));
    P(D, E, A, B, C, R(17));
    P(C, D, E, A, B, R(18));
    P(B, C, D, E, A, R(19));

#undef K
#undef F

#define F(x, y, z) (x ^ y ^ z)
#define K 0x6ED9EBA1

    P(A, B, C, D, E, R(20));
    P(E, A, B, C, D, R(21));
    P(D, E, A, B, C, R(22));
    P(C, D, E, A, B, R(23));
    P(B, C, D, E, A, R(24));
    P(A, B, C, D, E, R(25));
    P(E, A, B, C, D, R(26));
    P(D, E, A, B, C, R(27));
    P(C, D, E, A, B, R(28));
    P(B, C, D, E, A, R(29));
    P(A, B, C, D, E, R(30));
    P(E, A, B, C, D, R(31));
    P(D, E, A, B, C, R(32));
    P(C, D, E, A, B, R(33));
    P(B, C, D, E, A, R(34));
    P(A, B, C, D, E, R(35));
    P(E, A, B, C, D, R(36));
    P(D, E, A, B, C, R(37));
    P(C, D, E, A, B, R(38));
    P(B, C, D, E, A, R(39));

#undef K
#undef F

#define F(x, y, z) ((x & y) | (z & (x | y)))
#define K 0x8F1BBCDC

    P(A, B, C, D, E, R(40));
    P(E, A, B, C, D, R(41));
    P(D, E, A, B, C, R(42));
    P(C, D, E, A, B, R(43));
    P(B, C, D, E, A, R(44));
    P(A, B, C, D, E, R(45));
    P(E, A, B, C, D, R(46));
    P(D, E, A, B, C, R(47));
    P(C, D, E, A, B, R(48));
    P(B, C, D, E, A, R(49));
    P(A, B, C, D, E, R(50));
    P(E, A, B, C, D, R(51));
    P(D, E, A, B, C, R(52));
    P(C, D, E, A, B, R(53));
    P(B, C, D, E, A, R(54));
    P以上是关于安全算法之SHA1SHA1摘要运算的C语言源码实现的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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