超级好用的C++实用库之sha256算法-阿里云开发者社区

超级好用的C++实用库之sha256算法

2024-09-29 4

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简介： 超级好用的C++实用库之sha256算法

概述

SHA-256，英文全称为Secure Hash Algorithm 256-bit，是一种广泛使用的密码散列函数，属于SHA-2家族。SHA-256算法由美国国家安全局（NSA）设计，并由美国国家标准与技术研究院（NIST）于2001年发布。SHA-256算法主要用于提供数据完整性校验和安全认证，生成一个固定长度为256位（即32字节）的散列值，通常以64个字符的十六进制字符串形式表示。

SHA-256算法主要有以下4个特点。

1、安全性：SHA-256设计用于达到至少128位的安全强度，这意味着，找到两个不同的输入产生相同哈希值的难度非常大，理论上需要进行2^128次尝试，这在当前计算能力下是不可行的。

2、不可逆性：SHA-256是一种单向散列函数，意味着从散列值很难推算出原始输入数据。

3、确定性：对于相同的输入数据，无论何时何地执行SHA-256算法，都将得到完全相同的哈希值。

4、输入敏感性：即使是输入数据的微小改变，也会导致输出哈希值的巨大变化，这称为雪崩效应。

CHP_Sha256

为了方便使用SHA-256算法，我们封装了CHP_Sha256类。这个类是一个接口类，不需要实例化。因此，我们将构造函数和析构函数声明成了私有的。CHP_Sha256类的头文件，可参考下面的示例代码。

#pragma once

#include "HP_Types.h"

#define HP_SHA256_HASH_LEN                                        32

class CHP_Sha256
{
public:
        static int CalcSha256(char *pData, unsigned int uiDataLen, unsigned char pucResult[HP_SHA256_HASH_LEN]);

        static int CalcHmacSha256(char *pKey, unsigned int uiKeyLen, char *pData, unsigned int uiDataLen, unsigned char pucResult[HP_SHA256_HASH_LEN]);

private:
        CHP_Sha256();
        ~CHP_Sha256();

        typedef struct _THPSha256Context
        {
                HP_U64 ui64Len;
                unsigned int puiState[8];
                unsigned int uiCurLen;
                unsigned char pucBuf[64];
        } THPSha256Context;

        static void Init(THPSha256Context *pContext);
        static void Update(THPSha256Context *pContext, void *pBuf, unsigned int uiBufLen);
        static void Final(THPSha256Context *pContext, unsigned char pucResult[HP_SHA256_HASH_LEN]);
        static void Transform(THPSha256Context *pContext, unsigned char *pucBuf);
        static int Hash(unsigned char *pX, unsigned int uiXLen, unsigned char *pY, unsigned int uiYLen, unsigned char *pOut, unsigned int uiOutLen);
        static void Sha256(char *pData, unsigned int uiDataLen, unsigned char *pResult, unsigned int uiResultLen);
};

CHP_Sha256类的接口比较简单，下面我们逐一介绍。

CalcSha256：计算sha256。参数pData为输入数据buffer，参数uiDataLen为输入数据的长度，参数pucResult 为计算结果值，用于传出。返回值为0表示成功，其他为错误码。

CalcHmacSha256：计算hmac-sha256。参数pKey为密钥buffer，参数uiKeyLen为密钥的长度，这两个参数与HMAC有关。参数pData为输入数据buffer，参数uiDataLen为输入数据的长度，参数pucResult 为计算结果值，用于传出。返回值为0表示成功，其他为错误码。

总结

SHA-256算法由于其强大的安全性，已成为国际标准和许多安全协议的推荐算法。在密码存储、数字签名、区块链技术、SSL/TLS协议、数据完整性验证、系统安全审计等众多应用领域，SHA-256算法都扮演着至关重要的角色，发挥了巨大的作用。