Hash算法

Hash 算法又名哈希、杂凑、散列算法等，可用来进行数字完整保护、消息认证、数字签名等，典型的hash 算法有MD 、SHA(Secure hash Algorithm) 等。Hash 算法时一种单向算法，从原始数据得到加密后数据，但是加密后数据无法恢复到原数据，主要理解下MD5 的算法流程

Hash 算法大致流程

MD5( 信息摘要算法 ) 简介

MD 是message digest 信息摘要的简写，输入的原始数据经过MD5 算法生成128 比特的摘要信息。MD 算法只能生成摘要信息，而不能从摘要信息恢复原始数据。

MD5 整体流程

Appending padding bits

增加padding 第一个数据为1 后续数据比特均为0 ，增加padding 后需要满足整体length mod 512 = 448 。

Append length

64 比特的长度信息，如果信息的总长度大于2^64 次方，则需要采用2^64 次方进行取模运算，添加数据长度后的总长度为512 的倍数。

Initialize MD buffer

需要128 比特进行存储初始及最终的信息摘要值，初始值A = 67452301 B = EFCDAB89 C = 98BADCFE D = 10325476 ；按字节填写Word A: 01 23 45 67 Word B: 89 AB CD EF Word C: FE DC BA 98 Word D: 76 54 32 10

Process message in 512-bit (16-word) blocks

将添加padding 和数据长度后的信息分成512 长度的多组进行处理，MD5 主要的生成流程

在MD5 计算过程中，每个分组的计算可分为4 个loop ，每个loop 采用F 、G 、H 、I 函数功能略有差别，而每个loop 又有16 个step ，每个step 处理不同的X( 输入的分组数据) 亦即T 值，T 的定义参考后续说明

F 、G 、H 、I 的计算流程程类似，可参考下图实现流程

g 为运算函数, 亦即F 、G 、H 、I ，而CLSs 为左移s 为，s 在每步中是可以变化的，具体g 函数的功能如下

Output

输出结果ABCD ，A 为低位，D 为高位。

SHA 算法了解

SHA 是Secure Hash Algorithm 的缩写，SHA 和MD5 的差别主要在信息摘要长度、Hash 算法等方面，下图为SHA-1 160 比特的Hash 压缩过程

SHA 有几种类型，下图有一些简单的比较

HMAC 了解

MAC 为Message Authentication Codes 的简写，亦即生成消息认证的校验内容，HMAC 为Keyed-Hash Message Authentication Code 的缩写。操作方式MAC(text) = HMAC(K, text) = H((K0 ⊕ opad )|| H((K0 ⊕ ipad) || text))

处理流程如下，其中k 其实是K0,B 为字节个数，ipad 为0x36 重复B 次，opad 为0x5c 重复B 次。初始K 值长度需要和B 作比较产生出K0 。

数字签名流程