SHA256加密用法介绍

一、SHA256加密算法

SHA256加密算法是一种常用的加密算法，能够对输入进行加密，生成一个256位的密文。该算法被广泛应用于信息安全领域，例如数字签名、数据传输等。下面我们将详细介绍该算法的原理和流程。

二、SHA256加密流程

SHA256加密算法的流程如下：

1. 将输入的消息进行填充。
2. 初始化哈希值。
3. 对消息进行迭代压缩。
4. 生成输出。


下面我们将逐一分析每个步骤。

三、SHA256填充
SHA256算法要求输入的消息必须为数据块，每组长度为512位。如果输入消息不足512位，就需要进行填充。填充的具体流程如下：
1. 在消息末尾添加一个"1"。
2. 在末尾添加若干个"0"，直到消息总长度为448位。
3. 添加消息长度的二进制表示，填充满一个512位数据块。

例如，对"hello world"进行SHA256加密，需要进行填充。"hello world"的二进制表示如下：
01101000 01100101 01101100 01101100 01101111 00100000 01110111 01101111 01110010 01101100 01100100

添加“1”后：
01101000 01100101 01101100 01101100 01101111 00100000 01110111 01101111 01110010 01101100 01100101 01110101

添加“0”后：
01101000 01100101 01101100 01101100 01101111 00100000 01110111 01101111 01110010 01101100 01100101 011101010000000...00

添加消息长度后：
01101000 01100101 01101100 01101100 01101111 00100000 01110111 01101111 01110010 01101100 01100101 011101010000000...0010111


四、SHA256哈希值初始化
SHA256算法需要使用8个初始哈希值，这些值是事先确定的。具体如下：
h0 = 0x6a09e667
h1 = 0xbb67ae85
h2 = 0x3c6ef372
h3 = 0xa54ff53a
h4 = 0x510e527f
h5 = 0x9b05688c
h6 = 0x1f83d9ab
h7 = 0x5be0cd19


五、SHA256迭代压缩
SHA256算法将消息块分割成16个子块，每个子块包含32位。然后，通过迭代计算，更新哈希值，最终得到SHA256的输出。
// 循环处理16次
for i in range(0, 16):
    # 每个子块为32位
    w[i] = message_block[i]
    
// 循环处理64次
for i in range(16, 64):
    # 计算当前子块的值
    s0 = right_rotate(w[i-15], 7) ^ right_rotate(w[i-15], 18) ^ (w[i-15] >> 3)
    s1 = right_rotate(w[i-2], 17) ^ right_rotate(w[i-2], 19) ^ (w[i-2] >> 10)
    w[i] = w[i-16] + s0 + w[i-7] + s1
    
// 初始化8个哈希值
a = h0
b = h1
c = h2
d = h3
e = h4
f = h5
g = h6
h = h7

// 迭代处理64次
for i in range(0, 64):
    # 计算T1，T2的值
    s1 = right_rotate(e, 6) ^ right_rotate(e, 11) ^ right_rotate(e, 25)
    ch = (e & f) ^ ((~e) & g)
    temp1 = h + s1 + ch + k[i] + w[i]
    s0 = right_rotate(a, 2) ^ right_rotate(a, 13) ^ right_rotate(a, 22)
    maj = (a & b) ^ (a & c) ^ (b & c)
    temp2 = s0 + maj
    
    # 更新哈希值
    h = g
    g = f
    f = e
    e = d + temp1
    d = c
    c = b
    b = a
    a = temp1 + temp2


六、SHA256输出生成
SHA256算法将经过压缩迭代处理后的最终哈希值转换为256位二进制数，即为SHA256加密的输出。

代码示例
下面是Python实现SHA256加密的示例代码：
import hashlib

def sha256(str):
    sha256 = hashlib.sha256()
    sha256.update(str.encode("utf-8"))
    return sha256.hexdigest()