SHA-1

SHA-1安全哈希算法实现 更多...

SHA-1 的协作图:

类
struct	SHA1
	SHA-1哈希算法结构体 更多...

函数
NEFORCE_ALWAYS_INLINE_INLINE string	sha1 (const string_view data)
	SHA-1哈希便捷函数（字符串视图版本）
NEFORCE_ALWAYS_INLINE_INLINE string	sha1 (const string &data)
	SHA-1哈希便捷函数（字符串版本）
NEFORCE_ALWAYS_INLINE_INLINE byte_vector	sha1 (const cbyte_view data)
	SHA-1哈希便捷函数（字节视图版本）
NEFORCE_ALWAYS_INLINE_INLINE byte_vector	sha1 (const byte_vector &data)
	SHA-1哈希便捷函数（字节向量版本）

详细描述

SHA-1安全哈希算法实现

警告

**安全警告**：SHA-1算法已被证明存在密码学弱点，不再适合用于安全敏感场景。 具体漏洞包括：

• 理论攻击（2005年，王小云等，复杂度 2^69）
• 碰撞攻击（2017年，Google 与 CWI，SHAttered 攻击）
• 选择前缀碰撞攻击（2020年，Gaëtan Leurent 与 Thomas Peyrin，复杂度 2^63.4）

对于密码存储、数字签名、证书验证等场景，请使用 SHA-256 或 SHA-3 系列算法。

遵循的国际标准

本实现严格遵循以下标准规范（用于兼容性目的）：

SHA-1 算法规范：

• **NIST FIPS PUB 180-4:2015**：安全哈希标准 (SHS) https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/FIPS/NIST.FIPS.180-4.pdf
• **IETF RFC 3174**：US 安全哈希算法 1 (SHA-1) https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc3174.html

相关国际标准（信息参考）：

• **ISO/IEC 10118-3:2018**：信息技术 — 安全技术 — 哈希函数 — 第3部分：专用哈希函数 https://www.iso.org/standard/67116.html

废弃与迁移指南：

• **NIST SP 800-131A Rev. 2**：过渡期：密码算法和密钥长度的使用 https://csrc.nist.gov/pubs/sp/800/131/a/r2/final
• **IETF RFC 9155**：传输层安全 (TLS) 及 DTLS 中已废弃的 SHA-1 用法 https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc9155.html

实现细节

特性	规范参数
算法	SHA-1 安全哈希算法
输出长度	160 位（20 字节）
内部状态	5 个 32 位字（h0, h1, h2, h3, h4）
分组大小	512 位（64 字节）
轮数	4 轮 × 20 步 = 80 步
最大输入长度	2^61 - 1 字节
初始向量 (IV)	FIPS 180-4 §6.1.1 定义
填充方案	Merkle–Damgård 强化（FIPS 180-4 §5.1.1）
字节序	大端（FIPS 180-4 §3.2.2）

适用场景

尽管存在安全弱点，SHA-1 仍可用于以下非安全场景：

• Git 版本控制系统中的对象标识（正在迁移到 SHA-256）
• 历史数据完整性验证（非对抗性环境）
• 与历史系统兼容的数据交换
• 非安全相关的校验和计算

参见

https://csrc.nist.gov/projects/hash-functions

https://shattered.io/ （SHAttered 碰撞攻击演示）

警告

**禁止使用**：数字签名、SSL/TLS 证书、代码签名、认证令牌等安全场景。 根据 NIST SP 800-131A Rev. 2，SHA-1 已于 2013 年后禁止用于数字签名生成。

函数说明

sha1() [1/4]

NEFORCE_ALWAYS_INLINE_INLINE byte_vector sha1

(

const byte_vector &

data

)

SHA-1哈希便捷函数（字节向量版本）

参数

data

输入数据

返回

20字节的哈希值

在文件 sha1.hpp 第 133 行定义.

引用了 data() , 以及 SHA1::hash().

sha1() [2/4]

NEFORCE_ALWAYS_INLINE_INLINE byte_vector sha1

(

const cbyte_view

data

)

SHA-1哈希便捷函数（字节视图版本）

参数

data

输入数据

返回

20字节的哈希值

在文件 sha1.hpp 第 126 行定义.

引用了 data() , 以及 SHA1::hash().

sha1() [3/4]

NEFORCE_ALWAYS_INLINE_INLINE string sha1

(

const string &

data

)

SHA-1哈希便捷函数（字符串版本）

参数

data

输入字符串

返回

20字节的哈希值（原始字节）

在文件 sha1.hpp 第 119 行定义.

引用了 data() , 以及 sha1().

sha1() [4/4]

NEFORCE_ALWAYS_INLINE_INLINE string sha1

(

const string_view

data

)

SHA-1哈希便捷函数（字符串视图版本）

参数

data

输入字符串

返回

20字节的哈希值（原始字节）

注解

返回原始字节数据而非十六进制字符串

在文件 sha1.hpp 第 109 行定义.

引用了 data(), vector< T, Alloc >::data(), SHA1::hash() , 以及 vector< T, Alloc >::size().

被这些函数引用 sha1().