-
Notifications
You must be signed in to change notification settings - Fork 0
/
sha_512.py
274 lines (236 loc) · 12 KB
/
sha_512.py
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
# константа для суммы по mod 2**32
VAL_MOD = 2 ** 64
def set_zero_in_end(bits, len_str):
""" метод для вставки нулей в конец битовой последовательности"""
while len(bits) % len_str != 0:
bits += '0'
return bits
def set_zero_in_start(bits, len_str):
""" метод для вставки нулей в начало битовой последовательности"""
while len(bits) % len_str != 0:
bits = '0' + bits
return bits
def set_len_str_in_end(bits, bits_len, max_mod=1024):
""" метод для вставки в конец битовой последовательности текста длины сообщения"""
while (len(bits) + len(bits_len)) % max_mod != 0:
bits += '0'
bits += bits_len
return bits
def hex_to_bin(hex_num, len_bits=64):
""" метод для перевода числа из 16-ричного представления в бинарное"""
bits = bin(hex_num)[2:]
# добавляем в начало нули для получения нужной длины последовательности
while len(bits) < len_bits:
bits = '0' + bits
return bits
def str_to_bin(text):
""" метод для перевода строки в бинарное представление """
binary = ''
# приводим текст к виде списка байт
byte_array = bytearray(text, "utf8")
# каждый байт преобразуем в битовую строчку
for byte in byte_array:
binary_repr = bin(byte)[2:]
while len(binary_repr) < 8:
binary_repr = '0' + binary_repr
binary += binary_repr
return binary
def rotate_right(list_bits, count):
""" метод для циклического сдвига вправо бинарной последовательности"""
for _ in range(count):
list_bits = list_bits[-1] + list_bits[:-1]
return list_bits
def shift_right(list_bits, count):
""" метод для логического сдивга вправо бинарной последовательности"""
for _ in range(count):
list_bits = '0' + list_bits[:-1]
return list_bits
def xor(list_bits1, list_bits2):
""" метод для вычисления исключающего или"""
# дополняем последовательности до одинаковой длины
max_len = max(len(list_bits1), len(list_bits2))
list_bits1 = '0' * (max_len - len(list_bits1)) + list_bits1
list_bits2 = '0' * (max_len - len(list_bits2)) + list_bits2
rez_bits = []
# xor: 1 если хотя бы один бит 1, но не оба вместе, иначе 0
for i in range(max_len):
new_bit = '1' if list_bits1[i] != list_bits2[i] else '0'
rez_bits.append(new_bit)
return ''.join(rez_bits)
def log_and(bits1, bits2):
""" метод для вычисления логического И """
max_len = max(len(bits1), len(bits2))
bits1 = '0' * (max_len - len(bits1)) + bits1
bits2 = '0' * (max_len - len(bits2)) + bits2
rez_bits = []
# and: 1, если оба бита = 1, иначе 0
for i in range(max_len):
new_bit = '1' if bits1[i] == bits2[i] == '1' else '0'
rez_bits.append(new_bit)
return ''.join(rez_bits)
def summator(*list_bits):
""" метод для суммирования битовых последовательностей"""
summa = 0
# для получения суммы всё переводится к обычным 10-чным числам
for bit in list_bits:
summa += int(bit, base=2)
# в sha-256 сумма берется по mod 2**32
summa = summa % VAL_MOD
# приводим обратно к битовой последовательности
binary = bin(summa)[2:]
while len(binary) < 64:
binary = '0' + binary
return binary
def log_not(bits):
""" метод для получения отрицания от битовой последовательности"""
binary = ''
for bit in bits:
binary += '1' if bit == '0' else '0'
return binary
# заполняем список первоначальных констант
# первые 64 бита дробных частей квадратных корней первых восьми простых чисел
h0 = hex_to_bin(0x6a09e667f3bcc908)
h1 = hex_to_bin(0xbb67ae8584caa73b)
h2 = hex_to_bin(0x3c6ef372fe94f82b)
h3 = hex_to_bin(0xa54ff53a5f1d36f1)
h4 = hex_to_bin(0x510e527fade682d1)
h5 = hex_to_bin(0x9b05688c2b3e6c1f)
h6 = hex_to_bin(0x1f83d9abfb41bd6b)
h7 = hex_to_bin(0x5be0cd19137e2179)
# таблица констант
# первые 64 бита дробных частей кубических корней первых 80 простых чисел
constants = [
hex_to_bin(0x428a2f98d728ae22), hex_to_bin(0x7137449123ef65cd), hex_to_bin(0xb5c0fbcfec4d3b2f), hex_to_bin(0xe9b5dba58189dbbc),
hex_to_bin(0x3956c25bf348b538), hex_to_bin(0x59f111f1b605d019), hex_to_bin(0x923f82a4af194f9b), hex_to_bin(0xab1c5ed5da6d8118),
hex_to_bin(0xd807aa98a3030242), hex_to_bin(0x12835b0145706fbe), hex_to_bin(0x243185be4ee4b28c), hex_to_bin(0x550c7dc3d5ffb4e2),
hex_to_bin(0x72be5d74f27b896f), hex_to_bin(0x80deb1fe3b1696b1), hex_to_bin(0x9bdc06a725c71235), hex_to_bin(0xc19bf174cf692694),
hex_to_bin(0xe49b69c19ef14ad2), hex_to_bin(0xefbe4786384f25e3), hex_to_bin(0x0fc19dc68b8cd5b5), hex_to_bin(0x240ca1cc77ac9c65),
hex_to_bin(0x2de92c6f592b0275), hex_to_bin(0x4a7484aa6ea6e483), hex_to_bin(0x5cb0a9dcbd41fbd4), hex_to_bin(0x76f988da831153b5),
hex_to_bin(0x983e5152ee66dfab), hex_to_bin(0xa831c66d2db43210), hex_to_bin(0xb00327c898fb213f), hex_to_bin(0xbf597fc7beef0ee4),
hex_to_bin(0xc6e00bf33da88fc2), hex_to_bin(0xd5a79147930aa725), hex_to_bin(0x06ca6351e003826f), hex_to_bin(0x142929670a0e6e70),
hex_to_bin(0x27b70a8546d22ffc), hex_to_bin(0x2e1b21385c26c926), hex_to_bin(0x4d2c6dfc5ac42aed), hex_to_bin(0x53380d139d95b3df),
hex_to_bin(0x650a73548baf63de), hex_to_bin(0x766a0abb3c77b2a8), hex_to_bin(0x81c2c92e47edaee6), hex_to_bin(0x92722c851482353b),
hex_to_bin(0xa2bfe8a14cf10364), hex_to_bin(0xa81a664bbc423001), hex_to_bin(0xc24b8b70d0f89791), hex_to_bin(0xc76c51a30654be30),
hex_to_bin(0xd192e819d6ef5218), hex_to_bin(0xd69906245565a910), hex_to_bin(0xf40e35855771202a), hex_to_bin(0x106aa07032bbd1b8),
hex_to_bin(0x19a4c116b8d2d0c8), hex_to_bin(0x1e376c085141ab53), hex_to_bin(0x2748774cdf8eeb99), hex_to_bin(0x34b0bcb5e19b48a8),
hex_to_bin(0x391c0cb3c5c95a63), hex_to_bin(0x4ed8aa4ae3418acb), hex_to_bin(0x5b9cca4f7763e373), hex_to_bin(0x682e6ff3d6b2b8a3),
hex_to_bin(0x748f82ee5defb2fc), hex_to_bin(0x78a5636f43172f60), hex_to_bin(0x84c87814a1f0ab72), hex_to_bin(0x8cc702081a6439ec),
hex_to_bin(0x90befffa23631e28), hex_to_bin(0xa4506cebde82bde9), hex_to_bin(0xbef9a3f7b2c67915), hex_to_bin(0xc67178f2e372532b),
# новые значения
hex_to_bin(0xca273eceea26619c), hex_to_bin(0xd186b8c721c0c207), hex_to_bin(0xeada7dd6cde0eb1e), hex_to_bin(0xf57d4f7fee6ed178),
hex_to_bin(0x06f067aa72176fba), hex_to_bin(0x0a637dc5a2c898a6), hex_to_bin(0x113f9804bef90dae), hex_to_bin(0x1b710b35131c471b),
hex_to_bin(0x28db77f523047d84), hex_to_bin(0x32caab7b40c72493), hex_to_bin(0x3c9ebe0a15c9bebc), hex_to_bin(0x431d67c49c100d4c),
hex_to_bin(0x4cc5d4becb3e42b6), hex_to_bin(0x597f299cfc657e2a), hex_to_bin(0x5fcb6fab3ad6faec), hex_to_bin(0x6c44198c4a475817),
]
# НАЧАЛО АЛГОРИТМА
# сообщение для хэширования
msg = "Euler is held to be one of the greatest mathematicians in history."
# переводим сообщение в битовую последовательность
m = str_to_bin(msg)
# добавляем в конец '1'
m = m + "1"
# добавляем в коней исходную длину сообщения в виде 128 битной последователньости
bits_len = set_zero_in_start(bin(len(msg) * 8)[2:], 128)
# добавляем в конец длину строки
m = set_len_str_in_end(m, bits_len)
print(len(m))
print(m)
# исходной сообщение обрабатывается частями по 1024 бита
for i in range(0, len(m), 1024):
part = m[i:i + 1024]
parts = []
# разибваем исходное сообщение на 16 кусочкой длиной 64 бита
for j in range(0, 1024, 64):
parts.append(part[j:j + 64])
# генерируем дополнительные 64 слова для хэширования
for k in range(16, 80):
# sigma0 = right_rotate(parts[k-15], 1) xor right_rotate(parts[k-15], 8) xor shift_right(parts[k-15], 7)
rr1 = rotate_right(parts[k - 15], 1)
rr2 = rotate_right(parts[k - 15], 8)
sr = shift_right(parts[k - 15], 7)
x1 = xor(rr1, rr2)
s0 = xor(x1, sr)
# sigma1 = right_rotate(parts[k-2], 19) xor right_rotate(parts[k-2], 61) xor shift_right(parts[k-2], 6)
rr1 = rotate_right(parts[k - 2], 19)
rr2 = rotate_right(parts[k - 2], 61)
sh = shift_right(parts[k - 2], 6)
x1 = xor(rr1, rr2)
s1 = xor(x1, sh)
# новое слово: parts[k - 16] + sigma0 + parts[k - 7] + sigma1
new_part = summator(parts[k - 16], s0, parts[k - 7], s1)
parts.append(new_part)
# инициализируем дополнительные переменные
a = h0
b = h1
c = h2
d = h3
e = h4
f = h5
g = h6
h = h7
# весь алгоритм хэширования выполняется 80 раза
for k in range(80):
# sigma1 = rotate_right(e, 14) xor rotate_right(e, 18) xor rotate_right(e, 41)
rr1 = rotate_right(e, 14)
rr2 = rotate_right(e, 18)
rr3 = rotate_right(e, 41)
x1 = xor(rr1, rr2)
s1 = xor(x1, rr3)
# ch = log_and(e, f) xor log_and(log_not(e), g)
rr1 = log_and(e, f)
rr3 = log_and(log_not(e), g)
ch = xor(rr1, rr3)
# temp1 = h + s1 + ch + constants[k] + parts[k]
t1 = summator(h, s1, ch, constants[k], parts[k])
# sigma0 = rotate_right(a, 28) xor rotate_right(a, 34) xor rotate_right(a, 39)
rr1 = rotate_right(a, 28)
rr2 = rotate_right(a, 34)
rr3 = rotate_right(a, 39)
x1 = xor(rr1, rr2)
s0 = xor(x1, rr3)
# maj = log_and(a, b) xor log_and(a, c) xor log_and(b, c)
rr1 = log_and(a, b)
rr2 = log_and(a, c)
rr3 = log_and(b, c)
x1 = xor(rr1, rr2)
maj = xor(x1, rr3)
# temp2 = sigma0 + maj
t2 = summator(s0, maj)
# теперь необходимо изменить значения временных переменных
h = g
g = f
f = e
e = summator(d, t1)
d = c
c = b
b = a
a = summator(t1, t2)
# в конце необходимо изменить начальные переменные для хранения хеша
h0 = summator(h0, a)
h1 = summator(h1, b)
h2 = summator(h2, c)
h3 = summator(h3, d)
h4 = summator(h4, e)
h5 = summator(h5, f)
h6 = summator(h6, g)
h7 = summator(h7, h)
print(hex(int(h0, base=2)))
print(hex(int(h1, base=2)))
print(hex(int(h2, base=2)))
print(hex(int(h3, base=2)))
print(hex(int(h4, base=2)))
print(hex(int(h5, base=2)))
print(hex(int(h6, base=2)))
print(hex(int(h7, base=2)))
print(h0)
# приводим вычисленные бинарные последовательности к 16-ым значениям и конкатенируем их
sha512text = (hex(int(h0, base=2))[2:] +
hex(int(h1, base=2))[2:] +
hex(int(h2, base=2))[2:] +
hex(int(h3, base=2))[2:] +
hex(int(h4, base=2))[2:] +
hex(int(h5, base=2))[2:] +
hex(int(h6, base=2))[2:] +
hex(int(h7, base=2))[2:])
print(sha512text)
print(len(sha512text))