主頁 > 區塊鏈 > SHA-256演算法C語言實作

SHA-256演算法C語言實作

2020-12-08 10:38:26 區塊鏈

SHA-256是一種安全散列(哈希)演算法(Security Hash Algorithm),它可以將任意長度的輸入資訊轉化成256位長度的哈希數值(也稱作'訊息摘要'或'印鑒').SHA-256通常用在數字簽名和密碼保護中,比如區塊鏈. 我們可以用生成的哈希數值和原始的哈希數值作對比,這樣不用查驗資訊具體內容即可驗證資訊是否被篡改過.
網路上有很多關于SHA-256演算法原理和基本步驟的文章,我參考了這一篇: https://qvault.io/2020/07/08/how-sha-2-works-step-by-step-sha-256

下面直接貼上代碼和相關注釋:

/*-------------------------------------------------------------------
This program is free software; you can redistribute it and/or modify
it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
published by the Free Software Foundation.

A test for SHA-256 digesting.

Principle reference:
  https://qvault.io/2020/07/08/how-sha-2-works-step-by-step-sha-256

Note:
1. All addition result in modulo of 2^32!
2. Test running system: Little_Endian!

Midas Zhou
https://github.com/widora/wegi
-------------------------------------------------------------------*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#include <string.h>


/* 右移運算Right shift */
#define RTSHIFT(x,n)		( (x)>>(n) )
/* 回圈右移Right rotate */
#define RTROT(xsize,x,n)	( ((x)>>(n)) | ( ((x)&((1<<(n+1))-1)) << ( ((xsize)<<3)-(n) )) )


/*----------------
      Main()
----------------*/
int main(int argc, char **argv)
{
	int i;
	unsigned char *input=NULL;

	int nk;
	uint8_t chunk_data[512/8]={0}; 	/* 512bits資訊塊 */
	unsigned int nch;		/* 資訊塊總數 Total number of 512bits_chunks */
	unsigned int mod;		/* 資訊長度關于512的余數 Result of mod calculation: msgbitlen%512 */

	uint32_t words[64]={0};  	/* 運算字單元 32*64 = 2048 bits */
	unsigned long len;		/* length in bytes */
	unsigned long bitlen;		/* length in bits */
	unsigned char digest[8*8+1]={0}; /* convert u32 hv[0-7] to string by sprintf(%08x) */

	/* hv_primes[8] 從前8個素數的平方根中提取的哈希初始值 */
	static uint32_t hv_primes[8]= {
		0x6a09e667,
		0xbb67ae85,
		0x3c6ef372,
		0xa54ff53a,
		0x510e527f,
		0x9b05688c,
		0x1f83d9ab,
		0x5be0cd19
	};

	/* Variable hash values: 哈希值變數 */
	uint32_t hv[8];

	/* kv_primes[64]  從前64個素數的立方根中提取的kv初始值 round constants */
	const uint32_t kv_primes[64]= {
	  0x428a2f98, 0x71374491, 0xb5c0fbcf, 0xe9b5dba5, 0x3956c25b, 0x59f111f1, 0x923f82a4, 0xab1c5ed5,
	  0xd807aa98, 0x12835b01, 0x243185be, 0x550c7dc3, 0x72be5d74, 0x80deb1fe, 0x9bdc06a7, 0xc19bf174,
	  0xe49b69c1, 0xefbe4786, 0x0fc19dc6, 0x240ca1cc, 0x2de92c6f, 0x4a7484aa, 0x5cb0a9dc, 0x76f988da,
	  0x983e5152, 0xa831c66d, 0xb00327c8, 0xbf597fc7, 0xc6e00bf3, 0xd5a79147, 0x06ca6351, 0x14292967,
	  0x27b70a85, 0x2e1b2138, 0x4d2c6dfc, 0x53380d13, 0x650a7354, 0x766a0abb, 0x81c2c92e, 0x92722c85,
	  0xa2bfe8a1, 0xa81a664b, 0xc24b8b70, 0xc76c51a3, 0xd192e819, 0xd6990624, 0xf40e3585, 0x106aa070,
	  0x19a4c116, 0x1e376c08, 0x2748774c, 0x34b0bcb5, 0x391c0cb3, 0x4ed8aa4a, 0x5b9cca4f, 0x682e6ff3,
	  0x748f82ee, 0x78a5636f, 0x84c87814, 0x8cc70208, 0x90befffa, 0xa4506ceb, 0xbef9a3f7, 0xc67178f2
	};

	/* Variable round constants kv[64] kV變數 */
	uint32_t kv[64];

	/* SHA compression vars 運算變數 */
	uint32_t a,b,c,d,e,f,g,h;
	uint32_t s0, s1, ch, temp1, temp2, maj;



	/* 0. 讀取輸入資訊 Get input string */
	if(argc>1)
		input=(unsigned char *)argv[1];

	/* 1. 前處理 Pre-processing */
	len=strlen((char *)input);
	bitlen=len*8;

	/* 計算訊息位長,塊數和余數 bitlen, nch, mod */
	mod=bitlen%512;
	/* mod > 448-1: fill the last chunk and need a new chunck */
	if(mod > 448-1) {
		nch=bitlen/512+2;
	}
	/* mod <= 448-1: fill the last chunk. */
	else
		nch=bitlen/512+1;

	printf("Input message has %lubits, with mod=%d %s 448-1!\n", bitlen, mod, mod>448-1?">":"<=");

	/* 2. 初始化哈希值變數 Init hash values hv[8] */
	for(i=0; i<8; i++)
		hv[i]=hv_primes[i];

	/* 3. 初始化kv  Init round constants kv[64] */
	for(i=0; i<64; i++)
		kv[i]=kv_primes[i];

/* ---- 對每個訊息塊進行哈希計算 chunk loop ---- */
for(nk=0; nk<nch; nk++) {
	printf("\n\t--- nk=%d ---\n", nk);

	/* 4. 分情況加載512位訊息塊 Loak chunck_data[64] */
	if( mod <= 448-1 ) {
		/* For complete chunck blocks */
		if( nk < nch-1 )
			memcpy((void *)chunk_data, input+(nk*(512>>3)), (512>>3));
		/* The last block, Need to fill 1+0s for the last chunk */
		else {  /* nk == nch -1 */
			bzero(chunk_data, sizeof(chunk_data));
			memcpy((void *)chunk_data, input+(nk*(512>>3)), mod>>3);
			/* Append a single 1, big_endian */
			chunk_data[mod>>3]=0x80;
			/* 加入訊息長度 Append 64bits to the end of chunk, as BIT_LENGTH of original message, in big_endian! */
			for(i=0; i<sizeof(bitlen); i++)
				*(chunk_data+(512>>3)-1-i) = (bitlen>>(i*8))&0xff; /* Big_endian */
		}
	}
	else if( mod > 448-1 ) {
		/* For complete chunck blocks */
		if( nk < nch-2 )
			memcpy((void *)chunk_data, input+(nk*(512>>3)), (512>>3));
		/* The last block of original msg, appended with 1+0s to complete a 512bits chunck. */
		else if( nk == nch-2 ) {
			bzero(chunk_data, sizeof(chunk_data));
			memcpy((void *)chunk_data, input+(nk*(512>>3)), mod>>3);
			/* Append a single 1, big_endian */
			chunk_data[mod>>3]=0x80;
		}
		/* Additional new chunk, as the last chunck. */
		else { /* nk == nch -1 */
			/* All 0s */
			bzero(chunk_data, sizeof(chunk_data));
			/* 加入訊息長度 Append 64bits to the end of chunk, as BIT_LENGTH of original message, in big_endian! */
			for(i=0; i<sizeof(bitlen); i++)
				*(chunk_data+(512>>3)-1-i) = (bitlen>>(i*8))&0xff; /* Big_endian */
		}
	}

	/* 5. 生成運算字單元  words[64] */
	/* 5.1 words[0]~[15]:  u8 chunck_data[64] ---> u32 words[64] */
	for(i=0; i<16; i++) {
		words[i]=(chunk_data[4*i]<<24) +(chunk_data[4*i+1]<<16)+(chunk_data[4*i+2]<<8)+chunk_data[4*i+3];
	}
	/* 5.2 words[15]~[63]: 48 more words */
	for(i=16; i<64; i++) {
		/* s0 = (w[i-15] rightrotate 7) xor (w[i-15] rightrotate 18) xor (w[i-15] rightshift 3) */
		s0=RTROT(4,words[i-15],7) ^ RTROT(4,words[i-15],18) ^ RTSHIFT(words[i-15],3);
		/* s1 = (w[i- 2] rightrotate 17) xor (w[i- 2] rightrotate 19) xor (w[i- 2] rightshift 10) */
		s1=RTROT(4,words[i-2],17) ^ RTROT(4,words[i-2],19) ^ RTSHIFT(words[i-2],10);
		/* w[i] = w[i-16] + s0 + w[i-7] + s1 */
		words[i]=words[i-16]+s0+words[i-7]+s1;
	}

	/* 6. 進行64輪的哈希計算 SHA Compression, 64 rounds. */
	/* 更新 a,b,c,d,e,f,g,h */
	a=hv[0]; b=hv[1]; c=hv[2]; d=hv[3]; e=hv[4]; f=hv[5]; g=hv[6]; h=hv[7];
	/* Compress for 64 rounds */
	for(i=0; i<64; i++) {
		/* S1 = (e rightrotate 6) xor (e rightrotate 11) xor (e rightrotate 25) */
		s1=RTROT(4,e,6)^RTROT(4,e,11)^RTROT(4,e,25);

		/* ch = (e and f) xor ((not e) and g) */
		ch= (e&f)^((~e)&g);

		/* temp1 = h + S1 + ch + kv[i] + w[i] */
		temp1=h+s1+ch+kv[i]+words[i];

		/* S0 = (a rightrotate 2) xor (a rightrotate 13) xor (a rightrotate 22) */
		s0=RTROT(4,a,2)^RTROT(4,a,13)^RTROT(4,a,22);

		/* maj = (a and b) xor (a and c) xor (b and c) */
		maj=(a&b)^(a&c)^(b&c);

		/* temp2 = S0 + maj */
		temp2=s0+maj;

		h=g;
		g=f;
		f=e;
		e=d+temp1;
		d=c;
		c=b;
		b=a;
		a=temp1+temp2;
	}

#if 1	/* 列印變數 Print a~h */
	printf("a: %08x \n", a);
	printf("b: %08x \n", b);
	printf("c: %08x \n", c);
	printf("d: %08x \n", d);
	printf("e: %08x \n", e);
	printf("f: %08x \n", f);
	printf("g: %08x \n", g);
	printf("h: %08x \n", h);
#endif

	/* 7. 修改哈兮變數 Modify final values */
	hv[0] += a;
	hv[1] += b;
	hv[2] += c;
	hv[3] += d;
	hv[4] += e;
	hv[5] += f;
	hv[6] += g;
	hv[7] += h;

} /* ---- 結束所有訊息塊的計算 END: chunk loop ---- */

	/* 8. 生成最終的哈希訊息摘要 Generate final hash digest */
	for(i=0; i<8; i++)
		sprintf((char *)digest+8*i,"%08x",hv[i]); /*Convert to string */

	printf("\nDigest: %s\n", digest);


return 0;
}


在Linux系統下進行編譯和運行:

轉載請註明出處,本文鏈接:https://www.uj5u.com/qukuanlian/231481.html

標籤:區塊鏈

上一篇:搭建ETH2.0主網POS挖礦節點攻略教程(一)-成為Validator驗證人參與以太坊Staking其實很簡單-使用WindowsServer-Prysm-Infura普通人也能輕松搞定!

下一篇:Strategy Libraries in Python on Quant

標籤雲
其他(157675) Python(38076) JavaScript(25376) Java(17977) C(15215) 區塊鏈(8255) C#(7972) AI(7469) 爪哇(7425) MySQL(7132) html(6777) 基礎類(6313) sql(6102) 熊猫(6058) PHP(5869) 数组(5741) R(5409) Linux(5327) 反应(5209) 腳本語言(PerlPython)(5129) 非技術區(4971) Android(4554) 数据框(4311) css(4259) 节点.js(4032) C語言(3288) json(3245) 列表(3129) 扑(3119) C++語言(3117) 安卓(2998) 打字稿(2995) VBA(2789) Java相關(2746) 疑難問題(2699) 细绳(2522) 單片機工控(2479) iOS(2429) ASP.NET(2402) MongoDB(2323) 麻木的(2285) 正则表达式(2254) 字典(2211) 循环(2198) 迅速(2185) 擅长(2169) 镖(2155) 功能(1967) .NET技术(1958) Web開發(1951) python-3.x(1918) HtmlCss(1915) 弹簧靴(1913) C++(1909) xml(1889) PostgreSQL(1872) .NETCore(1853) 谷歌表格(1846) Unity3D(1843) for循环(1842)

熱門瀏覽
  • JAVA使用 web3j 進行token轉賬

    最近新學習了下區塊鏈這方面的知識,所學不多,給大家分享下。 # 1. 關于web3j web3j是一個高度模塊化,反應性,型別安全的Java和Android庫,用于與智能合約配合并與以太坊網路上的客戶端(節點)集成。 # 2. 準備作業 jdk版本1.8 引入maven <dependency> < ......

    uj5u.com 2020-09-10 03:03:06 more
  • 以太坊智能合約開發框架Truffle

    前言 部署智能合約有多種方式,命令列的瀏覽器的渠道都有,但往往跟我們程式員的風格不太相符,因為我們習慣了在IDE里寫了代碼然后打包運行看效果。 雖然現在IDE中已經存在了Solidity插件,可以撰寫智能合約,但是部署智能合約卻要另走他路,沒辦法進行一個快捷的部署與測驗。 如果團隊管理的區塊節點多、 ......

    uj5u.com 2020-09-10 03:03:12 more
  • 谷歌二次驗證碼成為區塊鏈專用安全碼,你怎么看?

    前言 谷歌身份驗證器,前些年大家都比較陌生,但隨著國內互聯網安全的加強,它越來越多地出現在大家的視野中。 比較廣泛接觸的人群是國際3A游戲愛好者,游戲盜號現象嚴重+國外賬號安全應用廣泛,這類游戲一般都會要求用戶系結名為“兩步驗證”、“雙重驗證”等,平臺一般都推薦用谷歌身份驗證器。 后來區塊鏈業務風靡 ......

    uj5u.com 2020-09-10 03:03:17 more
  • 密碼學DAY1

    目錄 ##1.1 密碼學基本概念 密碼在我們的生活中有著重要的作用,那么密碼究竟來自何方,為何會產生呢? 密碼學是網路安全、資訊安全、區塊鏈等產品的基礎,常見的非對稱加密、對稱加密、散列函式等,都屬于密碼學范疇。 密碼學有數千年的歷史,從最開始的替換法到如今的非對稱加密演算法,經歷了古典密碼學,近代密 ......

    uj5u.com 2020-09-10 03:03:50 more
  • 密碼學DAY1_02

    目錄 ##1.1 ASCII編碼 ASCII(American Standard Code for Information Interchange,美國資訊交換標準代碼)是基于拉丁字母的一套電腦編碼系統,主要用于顯示現代英語和其他西歐語言。它是現今最通用的單位元組編碼系統,并等同于國際標準ISO/IE ......

    uj5u.com 2020-09-10 03:04:50 more
  • 密碼學DAY2

    ##1.1 加密模式 加密模式:https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/javax/crypto/Cipher.html ECB ECB : Electronic codebook, 電子密碼本. 需要加密的訊息按照塊密碼的塊大小被分為數個塊,并對每個塊進 ......

    uj5u.com 2020-09-10 03:05:42 more
  • NTP時鐘服務器的特點(京準電子)

    NTP時鐘服務器的特點(京準電子) NTP時鐘服務器的特點(京準電子) 京準電子官V——ahjzsz 首先對時間同步進行了背景介紹,然后討論了不同的時間同步網路技術,最后指出了建立全球或區域時間同步網存在的問題。 一、概 述 在通信領域,“同步”概念是指頻率的同步,即網路各個節點的時鐘頻率和相位同步 ......

    uj5u.com 2020-09-10 03:05:47 more
  • 標準化考場時鐘同步系統推進智能化校園建設

    標準化考場時鐘同步系統推進智能化校園建設 標準化考場時鐘同步系統推進智能化校園建設 安徽京準電子科技官微——ahjzsz 一、背景概述隨著教育事業的快速發展,學校建設如雨后春筍,隨之而來的學校教育、管理、安全方面的問題成了學校管理人員面臨的最大的挑戰,這些問題同時也是學生家長所擔心的。為了讓學生有更 ......

    uj5u.com 2020-09-10 03:05:51 more
  • 位元幣入門

    引言 位元幣基本結構 位元幣基礎知識 1)哈希演算法 2)非對稱加密技術 3)數字簽名 4)MerkleTree 5)哪有位元幣,有的是UTXO 6)位元幣挖礦與共識 7)區塊驗證(共識) 總結 引言 上一篇我們已經知道了什么是區塊鏈,此篇說一下區塊鏈的第一個應用——位元幣。其實先有位元幣,后有的區塊 ......

    uj5u.com 2020-09-10 03:06:15 more
  • 北斗對時服務器(北斗對時設備)電力系統應用

    北斗對時服務器(北斗對時設備)電力系統應用 北斗對時服務器(北斗對時設備)電力系統應用 京準電子科技官微(ahjzsz) 中國北斗衛星導航系統(英文名稱:BeiDou Navigation Satellite System,簡稱BDS),因為是目前世界范圍內唯一可以大面積提供免費定位服務的系統,所以 ......

    uj5u.com 2020-09-10 03:06:20 more
最新发布
  • web3 產品介紹:metamask 錢包 使用最多的瀏覽器插件錢包

    Metamask錢包是一種基于區塊鏈技術的數字貨幣錢包,它允許用戶在安全、便捷的環境下管理自己的加密資產。Metamask錢包是以太坊生態系統中最流行的錢包之一,它具有易于使用、安全性高和功能強大等優點。 本文將詳細介紹Metamask錢包的功能和使用方法。 一、 Metamask錢包的功能 數字資 ......

    uj5u.com 2023-04-20 08:46:47 more
  • Hyperledger Fabric 使用 CouchDB 和復雜智能合約開發

    在上個實驗中,我們已經實作了簡單智能合約實作及客戶端開發,但該實驗中智能合約只有基礎的增刪改查功能,且其中的資料管理功能與傳統 MySQL 比相差甚遠。本文將在前面實驗的基礎上,將 Hyperledger Fabric 的默認資料庫支持 LevelDB 改為 CouchDB 模式,以實作更復雜的資料... ......

    uj5u.com 2023-04-16 07:28:31 more
  • .NET Core 波場鏈離線簽名、廣播交易(發送 TRX和USDT)筆記

    Get Started NuGet You can run the following command to install the Tron.Wallet.Net in your project. PM> Install-Package Tron.Wallet.Net 配置 public reco ......

    uj5u.com 2023-04-14 08:08:00 more
  • DKP 黑客分析——不正確的代幣對比率計算

    概述: 2023 年 2 月 8 日,針對 DKP 協議的閃電貸攻擊導致該協議的用戶損失了 8 萬美元,因為 execute() 函式取決于 USDT-DKP 對中兩種代幣的余額比率。 智能合約黑客概述: 攻擊者的交易:0x0c850f,0x2d31 攻擊者地址:0xF38 利用合同:0xf34ad ......

    uj5u.com 2023-04-07 07:46:09 more
  • Defi開發簡介

    Defi開發簡介 介紹 Defi是去中心化金融的縮寫, 是一項旨在利用區塊鏈技術和智能合約創建更加開放,可訪問和透明的金融體系的運動. 這與傳統金融形成鮮明對比,傳統金融通常由少數大型銀行和金融機構控制 在Defi的世界里,用戶可以直接從他們的電腦或移動設備上訪問廣泛的金融服務,而不需要像銀行或者信 ......

    uj5u.com 2023-04-05 08:01:34 more
  • solidity簡單的ERC20代幣實作

    // SPDX-License-Identifier: GPL-3.0 pragma solidity >=0.7.0 <0.9.0; import "hardhat/console.sol"; //ERC20 同質化代幣,每個代幣的本質或性質都是相同 //ETH 是原生代幣,它不是ERC20代幣, ......

    uj5u.com 2023-03-21 07:56:29 more
  • solidity 參考型別修飾符memory、calldata與storage 常量修飾符C

    在solidity語言中 參考型別修飾符(參考型別為存盤空間不固定的數值型別) memory、calldata與storage,它們只能修飾參考型別變數,比如字串、陣列、位元組等... memory 適用于方法傳參、返參或在方法體內使用,使用完就會清除掉,釋放記憶體 calldata 僅適用于方法傳參 ......

    uj5u.com 2023-03-08 07:57:54 more
  • solidity注解標簽

    在solidity語言中 注釋符為// 注解符為/* 內容*/ 或者 是 ///內容 注解中含有這幾個標簽給予我們使用 @title 一個應該描述合約/介面的標題 contract, library, interface @author 作者的名字 contract, library, interf ......

    uj5u.com 2023-03-08 07:57:49 more
  • 評價指標:相似度、GAS消耗

    【代碼注釋自動生成方法綜述】 這些評測指標主要來自機器翻譯和文本總結等研究領域,可以評估候選文本(即基于代碼注釋自動方法而生成)和參考文本(即基于手工方式而生成)的相似度. BLEU指標^[^?88^^?^]^:其全稱是bilingual evaluation understudy.該指標是最早用于 ......

    uj5u.com 2023-02-23 07:27:39 more
  • 基于NOSTR協議的“公有制”版本的Twitter,去中心化社交軟體Damus

    最近,一個幽靈,Web3的幽靈,在網路游蕩,它叫Damus,這玩意詮釋了什么叫做病毒式營銷,滑稽的是,一個Web3產品卻在Web2的產品鏈上瘋狂傳銷,各方大佬紛紛為其背書,到底發生了什么?Damus的葫蘆里,賣的是什么藥? 注冊和簡單實用 很少有什么產品在用戶注冊環節會有什么噱頭,但Damus確實出 ......

    uj5u.com 2023-02-05 06:48:39 more