 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Логика выполнения SHA-1
Алгоритм получает на входе сообщение максимальной длины 264 бит и создает в качестве выхода дайджест сообщения длиной 160 бит.
Алгоритм состоит из следующих шагов:
Рис. 9.1. Логика выполнения SHA-1
Шаг 1: добавление недостающих битов
Сообщение добавляется таким образом, чтобы его длина была кратна 448 по модулю 512 (длина 
448 mod 512). Добавление осуществляется всегда, даже если сообщение уже имеет нужную длину. Таким образом, число добавляемых битов находится в диапазоне от 1 до 512.
Добавление состоит из единицы, за которой следует необходимое количество нулей.
Шаг 2: добавление длины
К сообщению добавляется блок из 64 битов. Этот блок трактуется как беззнаковое 64-битное целое и содержит длину исходного сообщения до добавления.
Результатом первых двух шагов является сообщение, длина которого кратна 512 битам. Расширенное сообщение может быть представлено как последовательность 512-битных блоков Y0, Y1,..., YL-1, так что общая длина расширенного сообщения есть L * 512 бит. Таким образом, результат кратен шестнадцати 32-битным словам.
Шаг 3: инициализация SHA-1 буфера
Используется 160-битный буфер для хранения промежуточных и окончательных результатов хэш-функции. Буфер может быть представлен как пять 32-битных регистров A, B, C, D и E. Эти регистры инициализируются следующими шестнадцатеричными числами:
A = 67452301B = EFCDAB89C = 98BADCFED = 10325476E = C3D2E1F0Шаг 4: обработка сообщения в 512-битных (16-словных) блоках
Основой алгоритма является модуль, состоящий из 80 циклических обработок, обозначенный как HSHA. Все 80 циклических обработок имеют одинаковую структуру.
Рис. 9.2. Обработка очередного 512-битного блока
Каждый цикл получает на входе текущий 512-битный обрабатываемый блок Yq и 160-битное значение буфера ABCDE, и изменяет содержимое этого буфера.
В каждом цикле используется дополнительная константа Кt, которая принимает только четыре различных значения:
0
t 19 Kt = 5A827999(целая часть числа [230 × 21/2]) 20 t 39 Kt = 6ED9EBA1(целая часть числа [230 × 31/2]) 40 t 59 Kt = 8F1BBCDC(целая часть числа [230 × 51/2]) 60 t 79 Kt = CA62C1D6(целая часть числа [230 × 101/2]) Для получения SHAq+1 выход 80-го цикла складывается со значением SHAq. Сложение по модулю 232 выполняется независимо для каждого из пяти слов в буфере с каждым из соответствующих слов в SHAq.
Шаг 5: выход
После обработки всех 512-битных блоков выходом L-ой стадии является 160-битный дайджест сообщения.
Рассмотрим более детально логику в каждом из 80 циклов обработки одного 512-битного блока. Каждый цикл можно представить в виде:
A, B, C, D, E (CLS5 (A) + ft (B, C, D) + E + Wt + Kt), A, CLS30 (B), C, D
Где
| A, B, C, D, E - пять слов из буфера. |
| t - номер цикла, 0 t 79.
|
| ft - элементарная логическая функция. |
| CLSs - циклический левый сдвиг 32-битного аргумента на s битов. |
| Wt - 32-битное слово, полученное из текущего входного 512-битного блока. |
| Kt - дополнительная константа. |
| + - сложение по модулю 232. |
Рис. 9.3. Логика выполнения отдельного цикла
Каждая элементарная функция получает на входе три 32-битных слова и создает на выходе одно 32-битное слово. Элементарная функция выполняет набор побитных логических операций, т.е. n-ый бит выхода является функцией от n-ых битов трех входов. Функции следующие:
| Номер цикла | ft (B, C, D) |
| (0 t 19)
| (B  C)  (B D)
|
| (20 t 39)
| B  C D
|
| (40 t 59)
| (B C) (B D) (C D)
|
| (60 t 79)
| B C D
|
На самом деле используются только три различные функции. Для 0 t 19 функция является условной: if B then C else D. Для 20 t 39 и 60 t 79 функция создает бит четности. Для 40 t 59 функция является истинной, если два или три аргумента истинны.
32-битные слова Wt получаются из очередного 512-битного блока сообщения следующим образом.
Рис. 9.4. Получение входных значений каждого цикла из очередного блока
Первые 16 значений Wt берутся непосредственно из 16 слов текущего блока. Оставшиеся значения определяются следующим образом:
Wt = Wt-16 Wt-14 Wt-8 Wt-3 В первых 16 циклах вход состоит из 32-битного слова данного блока. Для оставшихся 64 циклов вход состоит из XOR нескольких слов из блока сообщения.
Алгоритм SHA-1 можно суммировать следующим образом:
SHA0 = IVSHAq+1 = Σ32 (SHAq, ABCDEq)SHA = SHAL-1Где
Поиск по сайту: