三点告诉你哈希函数SHA256

SHA（Secure Hash Algorithm）被称为安全散列算法，是由美国国家安全局（NSA）设计并由美国国家标准与技术研究院（NIST）发布的一系列密码散列函数，包括SHA-< Variants例如@1、SHA-224、SHA-256、SHA-384 和 SHA-512。这些功能主要适用于数字签名标准（DSS）中定义的数字签名算法（DSA）。今天，我将简要介绍和分析SHA-256。如有不妥，欢迎指出。

1.SHA256简介

SHA256是SHA-2下细分的算法，在SHA-2下又可以进一步分为六种不同的算法标准。其中包括：SHA-224、SHA-256、SHA-384、SHA-512、SHA-512/224、SHA-512/256 . 除了生成摘要的长度和循环运行次数等一些细微差别外，算法的基本结构是相同的。

回到SHA256，其实就是一个哈希函数。

散列函数，也称为散列算法，是从任何类型的数据创建小的数字“指纹”的方法。哈希函数将消息或数据压缩成摘要，使数据量更小，并固定数据的格式。该函数对数据进行混洗并重新创建称为哈希（或哈希）的“指纹”。哈希值通常由一串随机字母和数字组成。

对于任何长度的消息或数据，SHA256 生成一个 256 位的哈希值，称为消息摘要。这就是为什么有些人也称其为消息摘要算法。

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2.SHA256的家族史

最初由 SHA 指定的算法于 1993 年发布，称为 Secure Hash Standard，FIPS PUB 180。这个版本通常被称为 SHA-0。它在发布后不久就被 NSA 撤回，取而代之的是 1995 年发布的修订版 FIPS PUB 180-1（通常称为 SHA-1））。仅使用了 SHA-1 和 SHA-0 的算法在压缩函数中缺少 1 位循环移位的消息转换部分。它们可以将一个最大为 2 的 64 维方位角的消息转换成一系列 160 位的消息摘要；它的设计原理类似于 MIT 教授 Ronald L.Rivest 设计的密码散列算法 MD4 和 MD5 先后被破解。

所以NIST后来又发布了SHA的另外三个变种，256/384/512，这三个函数都对应更长的消息摘要。2004 年 2 月，发布了对 FIPS PUB 180-2 的更改通知，增加了一个额外的变体 SHA-224"，它被定义为符合双密钥 3DES 所需的密钥长度。这些算法标准之间的区别 基本结构除了生成的摘要的长度、循环运行的次数等方面存在一些细微差别外，大致相同。

哈希函数将消息压缩成摘要，使数据量更小，并固定数据的格式。此函数对数据进行混洗并重新创建称为哈希值的指纹。

哈希值通常由一串随机字母和数字组成。

对于任意长度的消息，SHA256 生成一个 256 位的哈希值，称为消息摘要比特币算法原理，可以用长度为 64 的十六进制字符串表示。

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3.SHA256流程分析

对于任何长度的消息，SHA256 会生成一个 256 位的散列值，称为消息摘要。这个摘要相当于一个长度为 32 字节的数组，通常用长度为 64 的十六进制字符串表示，其中 1 字节 = 8 位，一个十六进制字符的长度为 4 位。

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哈希函数SHA256后得到的哈希值为：4ff277ab0960ad06643deed8f8950027d88faf56029e8f08cf0c3235e11e4719

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总的来说，HSA256 的运算过程与 MD4、MD5 和 HSA-1 散列函数的运算过程类似。待散列的消息在继续散列计算之前必须先执行以下两个步骤：

对报文进行补码，最终长度为512位的倍数，然后将报文分成512位单元如下：

消息块被一个一个地处理：从一个固定的初始哈希开始，执行以下计算序列：

其中 C 是 SHA256 的压缩函数，+ 是 mod

，即把两个数相加，如果是

拿剩下的，

是消息块的哈希。

算法详细说明

SHA256压缩功能主要对一个512位的消息块和一个256位的中间散列值进行操作。本质上，它是一种 256 位加密算法，以消息块为密钥对中间散列值进行加密。因此比特币算法原理，为了描述 SHA256 算法，需要描述两个组件：

公式：

目前我对密码学和各种算法的了解还不够，因为我刚开始学习使用sha256，所以它只是一个简单的应用程序，可能与其他人的应用程序不同。

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