C++ 实现 SHA256 哈希算法
SHA256 哈希算法是一种常用的加密算法,其主要用途是将任意长度的消息串(input)变换成固定长度的消息摘要串(output,通常用十六进制字符串表示),且是不可逆的。这种算法具有算法复杂度高、安全性强等特点,被广泛应用于信息加密、数字签名等领域。
C++ 作为一种著名的编程语言,也可以使用其来实现 SHA256 哈希算法。具体实现步骤如下:
1. 定义 SHA256 的常量值和初始数据,包括一组 64 个常数值(K)、一个 64 位的常数(H)和一个 512 位的缓冲区(M)。
2. 对输入的消息串按照标准进行填充(使其长度等于 64 的倍数),然后通过循环将消息分割为 512 位的块,并且执行计算。
3. 对每个 512 位的块进行处理,处理过程包括以下 6 个步骤:
(1) 定义 8 个 32 位的变量(a、b、c、d、e、f、g、h);
(2) 将消息块分成 16 个 32 位的字(W[0..15]);
(3) 对 W[16..63] 中的字进行扩展(使用循环左移和逻辑运算算法),生成 48 个 32 位的字(W[16..63]);
(4) 对字 W[0..63] 进行处理(使用位运算、逻辑运算、取模运算等算法),求出每个变量的值,并记录它们;
(5) 将变量 a、b、c、d、e、f、g、h 按照一定规则进行更新,转移到下一个消息块;
(6) 将更新后的 a、b、c、d、e、f、g、h 写回到缓冲区 H 中。
4. 再将最终得到的 H 按照一定规则拼接为 256 比特(32 字节)的消息摘要串。
通过上述步骤,我们可以使用 C++ 编程语言来实现 SHA256 哈希算法,实现方式较为复杂,需要对位运算、逻辑运算、取模运算等算法有一定的掌握才能编写出正确的程序。但是只要掌握了该算法的具体流程和实现细节,就可以在 C++ 中编写出高效、安全的SHA256哈希函数,为信息安全提供保障。
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