密碼算法程序設(shè)計實踐選的SHA-1。

在寫的過程中遇到一丟丟關(guān)于python移位的問題，記錄一下。

SHA-1其中第一步需要填充消息。簡單闡述一下sha1填充消息的過程：

如輸入消息“123”，先轉(zhuǎn)成ascii碼――313233，消息長度為3*8=24。

即00110001 00110010 00110011

然后填充一個1占1bit，再填充447-24bit個0。

10000000...00000000

最后64bit加上消息長度24的二進制0001 1000

二進制相當于是：

00110001 00110010 00110011 10000000...00000000 00011000

16進制表示

31323380 00000000...0018

python部分代碼塊：

            
    M = input()
    # 1byte=8bit,L為M字符串長度
    L = 8 * len(M)
    m=0
    for ch in M:#遍歷字符串M
      m = m * (2 ** 8) + ord(ch)
     #  print(hex(m))#此時16進制的int類型m就是原始數(shù)據(jù)

  #補位，使明文總長度為448(mod512)位
    if L < 448:
      m = m * 2 + 1 #補位
      # 添加填充位
      m = m * 2 ** (447 - L)
      # 添加長度
      m = m * 2 ** 64 + L


          

不只是python，對于移位運算都有：

左移：

運算規(guī)則：

按二進制形式把所有的數(shù)字向左移動對應(yīng)位數(shù)，高位移出，低位補零。

在數(shù)字沒有溢出的前提下，對于正數(shù)和負數(shù)，左移一位都相當于乘以2的1次方，左移n位就相當于乘以2的n次方。

乘以2**n 相當于向左移動n位數(shù)，高位移出0，右邊低位的空位補零。

            
n=128
print(bin(n))

n1=n*2**2+1#1000 0000 00+0000 0001 -->1000 0000 01
print(bin(n1))
n2=n<<2+1
print(bin(n2))

m=8#0000 1000
print(bin(m))
m1=m*2**2+1#0000 1000 00 +0001 00001000 01
print(bin(m1))
m2=m<<2+1
print(bin(m2))
          

輸出結(jié)果：0b10000000
0b1000000001
0b10000000000
0b1000
0b100001
0b1000000

Process finished with exit code 0

同理，右移可以用>>或者除以2**n，相當于取商，不要余數(shù)。不過有符號區(qū)別。

但同時注意運算符優(yōu)先級的問題，

python中，優(yōu)先級從高到低分別是：

**，～+-（按位翻轉(zhuǎn)如～1，-1），* / % //，+-（普通加減法），<< >>....

雖然乘以2**n和<<效果一樣，但是在運算中可能因為運算優(yōu)先級的問題導(dǎo)致運算結(jié)果不同。

之前sha1填充消息代碼過程整理一下如下：

遍歷過程：

            
L=24,m初值=為0
然后m左移8位，此時m不變?nèi)匀皇?0000000
再加上二進制31，此時m=00110001
m再次左移8位，低位補0，此時m=00110001 00000000
再加上二進制32，此時m=00110001 00110010
m再次左移8位，此時m=00110001 00110010 00000000
再加上二進制33，此時m=00110001 00110010 00110011
遍歷結(jié)束。

          

補位過程：

            
如果L<448,即除了最后64bit消息長度，使得明文總長度為512bit。
m先左移1位，低位補0
m=00110001 00110010 00110011 0
補位一個1，m=00110001 00110010 00110011 1

添加填充位：m左移448-1-L長度的值，即447-L=423長度。
m=00110001 00110010 00110011 1000000...00000000（1后有423個0）

添加長度：m左移64bit，即
00110001 00110010 00110011 10000000...00000000
00000000 00000000 00000000 00000000 00000000
00000000 00000000 00000000
（1后有423+64個0，此時消息長度總共為24+423+1+64=512bit）
m加上二進制L=24，即00011000。
m=00110001 00110010 00110011 10000000...00000000
00000000 00000000 00000000 00000000 00000000
00000000 00000000 000011000

填充消息結(jié)束。


          

數(shù)學(xué)真的太神奇了?。。嗣鰶龅念^頂

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