[C++知识库]MIRACL密码库分析报告10 mrshs.c

2021SC@SDUSC

mrshs.c实现安全哈希标准。

安全哈希算法（Secure Hash Algorithm）SHA1主要适用于数字签名标准 （Digital Signature Standard DSS）里面定义的数字签名算法（Digital SignatureAlgorithm DSA）。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,(但会有1x10 ^ 48分之一的机率出现相同的消息摘要,一般使用时忽略)。

static void shs_transform(sha *sh)
{ /* basic transformation step */
    mr_unsign32 a,b,c,d,e,temp;
    int t;
#ifdef FIX
    for (t=16;t<80;t++) sh->w[t]=S(1,sh->w[t-3]^sh->w[t-8]^sh->w[t-14]^sh->w[t-16]);
#else
    for (t=16;t<80;t++) sh->w[t]=sh->w[t-3]^sh->w[t-8]^sh->w[t-14]^sh->w[t-16];
#endif
    a=sh->h[0]; b=sh->h[1]; c=sh->h[2]; d=sh->h[3]; e=sh->h[4];
    for (t=0;t<20;t++)
    { /* 20 times - mush it up */
        temp=K0+F0(b,c,d)+S(5,a)+e+sh->w[t];
        e=d; d=c;
        c=S(30,b);
        b=a; a=temp;
    }
    for (t=20;t<40;t++)
    { /* 20 more times - mush it up */
        temp=K1+F1(b,c,d)+S(5,a)+e+sh->w[t];
        e=d; d=c;
        c=S(30,b);
        b=a; a=temp;
    }
    for (t=40;t<60;t++)
    { /* 20 more times - mush it up */
        temp=K2+F2(b,c,d)+S(5,a)+e+sh->w[t];
        e=d; d=c;
        c=S(30,b);
        b=a; a=temp;
    }
    for (t=60;t<80;t++)
    { /* 20 more times - mush it up */
        temp=K3+F3(b,c,d)+S(5,a)+e+sh->w[t];
        e=d; d=c;
        c=S(30,b);
        b=a; a=temp;
    }
    sh->h[0]+=a; sh->h[1]+=b; sh->h[2]+=c;
    sh->h[3]+=d; sh->h[4]+=e;
} 

void shs_init(sha *sh)
{ /* re-initialise */
    int i;
    for (i=0;i<80;i++) sh->w[i]=0L;
    sh->length[0]=sh->length[1]=0L;
    sh->h[0]=H0;
    sh->h[1]=H1;
    sh->h[2]=H2;
    sh->h[3]=H3;
    sh->h[4]=H4;
}

void shs_process(sha *sh,int byte)
{ /* process the next message byte */
    int cnt;
    
    cnt=(int)((sh->length[0]/32)%16);
    
    sh->w[cnt]<<=8;
    sh->w[cnt]|=(mr_unsign32)(byte&0xFF);

    sh->length[0]+=8;
    if (sh->length[0]==0L) { sh->length[1]++; sh->length[0]=0L; }
    if ((sh->length[0]%512)==0) shs_transform(sh);
}

void shs_hash(sha *sh,char hash[20])
{ /* pad message and finish - supply digest */
    int i;
    mr_unsign32 len0,len1;
    len0=sh->length[0];
    len1=sh->length[1];
    shs_process(sh,PAD);
    while ((sh->length[0]%512)!=448) shs_process(sh,ZERO);
    sh->w[14]=len1;
    sh->w[15]=len0;    
    shs_transform(sh);
    for (i=0;i<20;i++)
    { /* convert to bytes */
        hash[i]=(char)((sh->h[i/4]>>(8*(3-i%4))) & 0xffL);
    }
    shs_init(sh);
}