SHA-1算法c语言实现

2021-07-17 02:16:00

安全哈希算法（Secure Hash Algorithm）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 Signature Algorithm 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。

算法实现的版本比较多，以下代码来自：http://download.csdn.net/detail/zhangrulzu/2936159，代码行数很少，但确实实现了想要的效果。

下载的SHA-1算法：

#include<stdio.h>
void creat_w(unsigned char input[64],unsigned long w[80])
{
   int i,j;unsigned long temp,temp1;
   for(i=0;i<16;i++)
          {
             j=4*i;
             w[i]=((long)input[j])<<24 |((long)input[1+j])<<16|((long)input[2+j])<<8|((long)input[3+j])<<0;

          }
   for(i=16;i<80;i++)
         {
             w[i]=w[i-16]^w[i-14]^w[i-8]^w[i-3];
             temp=w[i]<<1;
             temp1=w[i]>>31;
             w[i]=temp|temp1;

         }
}
char ms_len(long a,char intput[64])
{
    unsigned long temp3,p1;  int i,j;
    temp3=0;
    p1=~(~temp3<<8);
    for(i=0;i<4;i++)
       {
          j=8*i;
          intput[63-i]=(char)((a&(p1<<j))>>j);

       }

}
main()
{
   unsigned long H0=0x67452301,H1=0xefcdab89,H2=0x98badcfe,H3=0x10325476,H4=0xc3d2e1f0;
   unsigned long A,B,C,D,E,temp,temp1,temp2,temp3,k,f;int i,flag;unsigned long w[80];
   unsigned char input[64]; long x;int n;
   printf("input message:\n");
   scanf("%s",input);
   n=strlen(input);
   if(n<57)
          {
                 x=n*8;
                 ms_len(x,input);
                 if(n==56)
                     for(i=n;i<60;i++)
                     input[i]=0;
                 else
                    {
                     input[n]=128;
                     for(i=n+1;i<60;i++)
                     input[i]=0;
                    }

          }

   creat_w(input,w);
   /*for(i=0;i<80;i++)
   printf("%lx,",w[i]);*/
   printf("\n");
   A=H0;B=H1;C=H2;D=H3;E=H4;
   for(i=0;i<80;i++)
         {
               flag=i/20;
               switch(flag)
                  {
                   case 0: k=0x5a827999;f=(B&C)|(~B&D);break;
                   case 1: k=0x6ed9eba1;f=B^C^D;break;
                   case 2: k=0x8f1bbcdc;f=(B&C)|(B&D)|(C&D);break;
                   case 3: k=0xca62c1d6;f=B^C^D;break;
                  }
               /*printf("%lx,%lx\n",k,f); */
               temp1=A<<5;
               temp2=A>>27;
               temp3=temp1|temp2;
               temp=temp3+f+E+w[i]+k;
               E=D;
               D=C;

               temp1=B<<30;
               temp2=B>>2;
               C=temp1|temp2;
               B=A;
               A=temp;

               printf("%lx,%lx,%lx,%lx,%lx\n",A,B,C,D,E);
         }
   H0=H0+A;
   H1=H1+B;
   H2=H2+C;
   H3=H3+D;
   H4=H4+E;
   printf("\noutput hash value:\n");
   printf("%lx,%lx,%lx,%lx,%lx",H0,H1,H2,H3,H4);
   getch();
}

这里对算法验证过程做一个记录说明：

Visual Studio 2005，文件》新建》项目》Visual c++》Win32控制台应用程序，输入项目名称“SHA1”，完成；

把下载的代码贴到SHA1.cpp文件末尾，复制“int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])”，删除_tmain函数，替换“main()”；

编译代码，提示以下错误：

错误 2 error C3861: “strlen”: 找不到标识符 e:\devlop\sha1\sha1\sha1.cpp 43

错误 3 error C2664: “ms_len”: 不能将参数 2 从“unsigned char [64]”转换为“char []” e:\devlop\sha1\sha1\sha1.cpp 47

错误 4 error C3861: “getch”: 找不到标识符 e:\devlop\sha1\sha1\sha1.cpp 98

第一条是警告，可以不处理

警告 1 warning C4996: 'scanf': This function or variable may be unsafe. Consider using scanf_s instead. To disable deprecation, use _CRT_SECURE_NO_WARNINGS. See online help for details. e:\devlop\sha1\sha1\sha1.cpp 42

双击错误2，定位到错误位置，在“strlen"上单击鼠标右键》Refactor》Add Include，如下图：

如果没有这一项，那应该是没有安装VC助手的原因；

双击错误3，定位到错误位置，在变量input前加(char*)强制转换；

双击错误4，定位到错误位置，在“getch"上单击鼠标右键》Refactor》Add Include；

按F6键编译项目，发现还有错误：

错误 2 error C2664: “strlen”: 不能将参数 1 从“unsigned char [64]”转换为“const char *” e:\devlop\sha1\sha1\sha1.cpp 45

双击错误2，定位到错误位置，在input前加(LPSTR)强制转换，编译，还有错误：

错误 2 error C2065: “LPSTR”: 未声明的标识符 e:\devlop\sha1\sha1\sha1.cpp 45

错误 3 error C2146: 语法错误 : 缺少“)”(在标识符“input”的前面) e:\devlop\sha1\sha1\sha1.cpp 45

错误 4 error C2059: 语法错误 : “)” e:\devlop\sha1\sha1\sha1.cpp 45

还是找不到标识符，方法一样：在“LPSTR"上单击鼠标右键》Refactor》Add Include；

再编译，又报错：

错误 4 error C4716: “ms_len”: 必须返回一个值 e:\devlop\sha1\sha1\sha1.cpp 38

定位到错误位置，仔细看了一下，这个函数的返回值应该没什么用，随便返回一个：return '0';

再编译，OK，终于生成成功了！

F5调试，输入：abcd，回车，哦，输出了好多东东，查看代码的输出调用，

找到92行应该没用，注释：//printf("%lx,%lx,%lx,%lx,%lx\n",A,B,C,D,E);//输出编码过程，

最后得到的SHA1哈希值中还有逗号，找到100行，将printf("%lx,%lx,%lx,%lx,%lx",H0,H1,H2,H3,H4);格式化字符串中的逗号去掉；

再编译，F5调试，输入：abcd，回车，结果如下图：

得到的结果对不对呢，找到一个在线SHA1加密工具，输入abcd，结果如下：

对比一下，OK，结果一至。

修改后的SHA-1算法：

// SHA1.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
//
#include "stdafx.h"
#include<stdio.h>
#include <string.h>
#include <conio.h>
#include <wtypes.h>
void creat_w(unsigned char input[64],unsigned long w[80])
{
   int i,j;unsigned long temp,temp1;
   for(i=0;i<16;i++)
          {
             j=4*i;
             w[i]=((long)input[j])<<24 |((long)input[1+j])<<16|((long)input[2+j])<<8|((long)input[3+j])<<0;

          }
   for(i=16;i<80;i++)
         {
             w[i]=w[i-16]^w[i-14]^w[i-8]^w[i-3];
             temp=w[i]<<1;
             temp1=w[i]>>31;
             w[i]=temp|temp1;

         }
}
char ms_len(long a,char intput[64])
{
    unsigned long temp3,p1;  int i,j;
    temp3=0;
    p1=~(~temp3<<8);
    for(i=0;i<4;i++)
       {
          j=8*i;
          intput[63-i]=(char)((a&(p1<<j))>>j);

       }
	return '0';
}
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
   unsigned long H0=0x67452301,H1=0xefcdab89,H2=0x98badcfe,H3=0x10325476,H4=0xc3d2e1f0;
   unsigned long A,B,C,D,E,temp,temp1,temp2,temp3,k,f;int i,flag;unsigned long w[80];
   unsigned char input[64]; long x;int n;
   printf("input message:\n");
   scanf("%s",input);
   n=strlen((LPSTR)input);
   if(n<57)
          {
                 x=n*8;
                 ms_len(x,(char*)input);
                 if(n==56)
                     for(i=n;i<60;i++)
                     input[i]=0;
                 else
                    {
                     input[n]=128;
                     for(i=n+1;i<60;i++)
                     input[i]=0;
                    }

          }

   creat_w(input,w);
   /*for(i=0;i<80;i++)
   printf("%lx,",w[i]);*/
   printf("\n");
   A=H0;B=H1;C=H2;D=H3;E=H4;
   for(i=0;i<80;i++)
         {
               flag=i/20;
               switch(flag)
                  {
                   case 0: k=0x5a827999;f=(B&C)|(~B&D);break;
                   case 1: k=0x6ed9eba1;f=B^C^D;break;
                   case 2: k=0x8f1bbcdc;f=(B&C)|(B&D)|(C&D);break;
                   case 3: k=0xca62c1d6;f=B^C^D;break;
                  }
               /*printf("%lx,%lx\n",k,f); */
               temp1=A<<5;
               temp2=A>>27;
               temp3=temp1|temp2;
               temp=temp3+f+E+w[i]+k;
               E=D;
               D=C;

               temp1=B<<30;
               temp2=B>>2;
               C=temp1|temp2;
               B=A;
               A=temp;

               //printf("%lx,%lx,%lx,%lx,%lx\n",A,B,C,D,E);//输出编码过程
         }
   H0=H0+A;
   H1=H1+B;
   H2=H2+C;
   H3=H3+D;
   H4=H4+E;
   printf("\noutput hash value:\n");
   printf("%lx%lx%lx%lx%lx",H0,H1,H2,H3,H4);
   getch();
}

修改后项目源码下载：http://download.csdn.net/detail/testcs_dn/7344003

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