SHA1详解

一、介绍

SHA1又称安全哈希算法（Secure Hash Algorithm）。

对于长度小于2^64位的消息，SHA1会产生一个160位（20个字节）的消息摘要。SHA1是不可逆的，防冲突，并具有良好的雪崩效应。

二、与MD5的区别

1、对强行攻击的安全性

最显著和最重要的区别是SHA-1摘要比MD5摘要长32 位。使用强行技术，产生任何一个报文使其摘要等于给定报摘要的难度对MD5是2^128数量级的操作，而对SHA-1则是2^160数量级的操作。这样，SHA-1对强行攻击有更大的强度。

2、对密码分析的安全性

由于MD5的设计，易受密码分析的攻击，SHA-1显得不易受这样的攻击。

3、速度

在相同的硬件上，SHA-1的运行速度比MD5慢。

三、应用

1、文件指纹

这个作用和MD5的作用类似，如果文件被篡改，那么对应的SHA1值就会变化

2、Git中标识对象

用过Git的应该都知道，Git中的对象没有名字，唯一标识就是对象的SHA1值

四、算法原理

1、填充消息

与md5一致

MD5详解_xcxhzjl的博客-CSDN博客

2、消息处理

每64个字节（512位）一组，分成多个组（n个）。
每个组再分为16个子分组，每个子分组为32位。之后将这16个子分组扩充到80个子分组。扩充方法为：

Wt=Mt，当0≤t≤15

Wt=((Wt-3)^(Wt-8)^(Wt-14)^(Wt-16))<<<1，当16≤t≤79

3、数据运算

数据加密要经过4轮运算，每一轮共有20个步骤，共80步，之后产生160位摘要，这160位摘要存放在5个32位链接变量里，分别记为ABCDE。

（1）链接变量

初始值表示如下：

A=0x67452301

B=0xEFCDAB89

C=0x98BADCFE

D=0x10325476

E=0xC3D2E1F0

（2）步函数

SHA1的4轮运算共80个步骤，使用同一个操作程序，如下：

A,B,C,D,E<-[(A<<<5)+Ft(B,C,D)+E+Wt+Kt]，A，(B<<<30)，C，D

A.Ft(B,C,D)为逻辑函数

每个函数ft (0 <= t <= 79)都操作32位字B，C，D并且产生32位字作为输出。Ft(B,C,D)可以如下定义

ft(B,C,D) = (B AND C) or ((NOT B) AND D) ( 0 <= t <= 19)

ft(B,C,D) = B XOR C XOR D (20 <= t <= 39)

ft(B,C,D) = (B AND C) or (B AND D) or (C AND D) (40 <= t <= 59)

ft(B,C,D) = B XOR C XOR D (60 <= t <= 79).

B.Wt为子明文分组W[t]

见2消息处理章节

C.Kt为固定常数

这个程序的意义如下：

●将[(A<<<5)+Ft(B,D,C)+E+Wt+Kt]的结果赋给A

●将链接变量A初始值赋给链接变量B

●将链接变量B初始值循环左移30位赋给C

●将链接变量C初始值赋给链接变量D

●将链接变量D初始值赋给链接变量E

在处理完所有的消息后，消息摘要是一个160位的字符串。