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SHA-256 的纯 Rust 实现

出于了解 SHA-256 算法及学习 Rust 的目的,用纯 Rust 实现了一个 SHA-256 库。

SHA-256 算法简介

首先简单介绍一下 SHA-256 算法,SHA-256 是 SHA-2 系列算法中的一种,关于 SHA-2 的相关介绍可以查看其维基百科,其中也详细介绍了 SHA-256 的算法。

简单的说, SHA-256 算法分为以下几步:

  1. 对消息进行填充预处理,先附加 bit 1,然后填充可变数量(0-511)的 bit 0,最后附加 u64(big-endian, 64 bits)类型的原始消息长度的 bit 数,使填充后的消息长度为 512 bits 即 64 bytes)的整数倍
  2. 对预处理后的消息进行分片,每 512 bits 为一个分片
  3. 对每个分片进行迭代处理,每次迭代以该分片及 8 个 u32 为输入,并输出 8 个 u32 作为下一个迭代的输入
  4. 最后一个分片处理完成输出的 8 个 u32 既是最后的结果

要用到的两组常量

其中第 3 步对各个分片的迭代处理又要用到两组常量:

一是对第一个分片进行处理时作为输入的 8 个初始的 u32

static H: [u32; 8] = [
    0x6a09e667, 0xbb67ae85, 0x3c6ef372, 0xa54ff53a, 0x510e527f, 0x9b05688c, 0x1f83d9ab, 0x5be0cd19,
];

它们是自然数中前 8 个质数 2、3、5、7、11、13、17、19 平方根的小数部分取前 32 bits。

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