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SHA256算法原理介绍以及实现哈希娱乐

发布时间:2025-10-09 11:16:42  浏览:

  哈希游戏作为一种新兴的区块链应用,它巧妙地结合了加密技术与娱乐,为玩家提供了全新的体验。万达哈希平台凭借其独特的彩票玩法和创新的哈希算法,公平公正-方便快捷!万达哈希,哈希游戏平台,哈希娱乐,哈希游戏在车辆内部通信和车辆与外部系统之间的通信中,SHA-256 算法可用于验证数据的完整性。通过对数据进行 SHA-256 散列处理,车辆可以生成数据的摘要,并将其与接收到的数据进行比对,以确保数据在传输过程中未被篡改。

  固件和软件安全:现代汽车包含大量的电子控制单元(ECU),这些单元运行着各种软件和固件。使用SHA-256可以对固件和软件进行签名和散列处理,以确保它们的完整性和真实性。这有助于防止恶意软件的注入和固件的篡改。

  认证和身份验证:SHA-256可以用于生成和验证数字签名,这在车辆认证和身份验证中非常重要。例如,在车辆启动时,ECU可以使用SHA-256算法验证车辆控制软件的签名,以确保其来源可信。

  安全升级:汽车制造商经常发布安全补丁和软件更新以修复漏洞和增强安全性。SHA-256可以用于确保更新文件的完整性,防止恶意更新或篡改。

  SHA(Secure Hash Algorithm安全散列算法)是一个密码散列函数的家族,是FIPS(联邦信息处理标准 Federal Information Processing Standards)所认证的安全散列算法。能计算出一个数字消息所对应到的,长度固定的字符串(又称消息摘要)的算法。

  当前比较流行的哈希函数主要有128位的MD4和MD5和160位(20字节)的SHA-1,今天介绍的SHA-2族有着更多位的输出哈希值,破解难度更大,能够提高更高的安全性。

  SHA-2,名称来自于安全散列算法2(英语:Secure Hash Algorithm 2)的缩写,一种密码散列函数算法标准,由美国国家安全局研发,由美国国家标准与技术研究院(NIST)在2001年发布。属于SHA算法之一,是SHA-1的后继者。其下又可再分为六个不同的算法标准,包括了:SHA-224、SHA-256、SHA-384、SHA-512、SHA-512/224、SHA-512/256。

  说到SHA256,其字面意思便是,对于任意长度的消息,SHA256都会产生一个256位的哈希值,称作消息摘要。这个摘要相当于是个长度为32个字节的数组,共256位,通常由一个长度为64的十六进制字符串来表示,其中1个字节=8位,一个十六进制的字符的长度为4位。

  这里原来的8字节消息“8”经SHA256算法运算后得到一个32字节的消息摘要,且对消息做细小的改变,生成的Hash都会发生巨大改变,跟原先的值完全不同,如下:

  为了更好的理解SHA256的原理,这里首先将算法中可以单独抽出的模块,包括常量的初始化、信息预处理、使用到的逻辑运算分别进行介绍,甩开这些理解上的障碍后,一起来探索SHA256算法的主体部分,即消息摘要是如何计算的。

  SHA256算法中用到了8个哈希初值以及64个哈希常量,64个哈希常量参与到后面的哈希值计算。

  初始哈希值H(1-8)取自自然数中前面8个质数(2,3,5,7,11,13,17,19)的平方根的小数部分, 并且取前面的32位. 下面举个例子: [公式]小数部分约为0.048, 而其中

  于是, 质数2的平方根的小数部分取前32位就对应0x6a09e667。以此类推可得8个初始哈希值。

  SHA256算法中的预处理就是在想要Hash的消息后面补充需要的信息,使整个消息满足指定的结构。

  填充是这样进行的:先补第一个比特为1,然后都补0,直到长度满足对512取模后余数是448。

  需要注意的是,信息必须进行填充,也就是说,即使长度已经满足对512取模后余数是448,补位也必须要进行,这时要填充512个比特。

  因为在第一步的预处理后,第二步会再附加上一个64bit的数据,用来表示原始报文的长度信息。而448+64=512,正好拼成了一个完整的结构。

  附加长度值就是将原始数据(第一步填充前的消息)的长度信息补到已经进行了填充操作的消息后面。

  因此,通过SHA256计算的消息长度必须要小于$ 2^64 $,当然绝大多数情况这足够大了。

  因此,在进行了补长度的操作以后,整个消息就变成下面这样了(16进制格式)

  假设消息M可以被分解为n块,于是整个算法需要做的就是完成n次迭代,n次迭代的结果就是最终的哈希值,即256bit的数字摘要。

  一个256-bit的摘要的初始值H0,经过第一个数据块进行运算,得到H1,即完成了第一次迭代

  H1经过第二个数据块得到H2,……,依次处理,最后得到Hn,Hn即为最终的256-bit消息摘要

  将每次迭代进行的映射用$ Map(H_{i-1}) = H_{i} $表示,于是迭代可以更形象的展示为:

  图中256-bit的Hi被描述8个小块,这是因为SHA256算法中的最小运算单元称为“字”(Word),一个字是32位。

  此外,第一次迭代中,映射的初值设置为前面介绍的8个哈希初值,如下图所示:

  由上图可知,ABCDEFGH这8个字(word)按照一定规则进行更新,规则如下:

  其中深蓝色方块是事先定义好的非线性逻辑函数,上文已经做过铺垫;红色田字方块代表 mod $ 2^{32} $ addition,即将两个数字加在一起,如果结果大于$ 2^{32} ,你必须除以 2^{32} $并找到余数。当然,如果我们之定义了数据为32位即四字节,就不必去刻意取余,前面的循环表示A’-H’便是如此。

  Wt是本区块产生第t个word。原消息被切成固定长度512-bit的区块,对每一个区块,产生64个word,通过重复运行循环n次对ABCDEFGH这八个字循环加密。

  最后一次循环产生的八个字合起来即是第i块对应到的散列字符串$ H_{i} $。返回搜狐,查看更多