SHA-256

SHA-256安全哈希算法实现。 更多...

SHA-256 的协作图:

类
struct	SHA256
	SHA-256哈希算法结构体 更多...

函数
NEFORCE_ALWAYS_INLINE_INLINE string	sha256 (const string_view data)
	SHA-256哈希便捷函数（字符串视图版本）
NEFORCE_ALWAYS_INLINE_INLINE string	sha256 (const string &data)
	SHA-256哈希便捷函数（字符串版本）
NEFORCE_ALWAYS_INLINE_INLINE byte_vector	sha256 (const cbyte_view data)
	SHA-256哈希便捷函数（字节视图版本）
NEFORCE_ALWAYS_INLINE_INLINE byte_vector	sha256 (const byte_vector &data)
	SHA-256哈希便捷函数（字节向量版本）

详细描述

SHA-256安全哈希算法实现。

遵循的国际标准

本实现严格遵循以下标准规范：

SHA-2 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 6234**：US 安全哈希算法 (SHA 和 SHA 基 HMAC 及 HKDF) https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc6234.html

相关国际标准：

• **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

密码模块验证标准：

• **NIST FIPS PUB 140-3:2019**：密码模块安全要求 https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/FIPS/NIST.FIPS.140-3.pdf
• **ISO/IEC 19790:2012**：信息技术 — 安全技术 — 密码模块安全要求 https://www.iso.org/standard/52906.html

实现细节

特性	规范参数
算法	SHA-256（SHA-2 家族成员）
输出长度	256 位（32 字节）
内部状态	8 个 32 位字（h0-h7）
分组大小	512 位（64 字节）
轮数	64 轮
最大输入长度	2^64 - 1 位
初始向量 (IV)	FIPS 180-4 §5.3.3 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）
安全强度	碰撞抗性 128 位，原像抗性 256 位

SHA-2 家族对比

算法	输出长度	内部状态字	轮数	安全强度（碰撞）
SHA-224	224 位	8 × 32 位	64	112 位
SHA-256	256 位	8 × 32 位	64	128 位
SHA-384	384 位	8 × 64 位	80	192 位
SHA-512	512 位	8 × 64 位	80	256 位
SHA-512/256	256 位	8 × 64 位	80	128 位

适用场景

SHA-256 是目前广泛推荐的安全哈希算法，适用于：

• 密码存储（配合盐值和密钥派生函数）
• 数字签名（RSA、ECDSA、EdDSA）
• 证书验证（X.509 证书链）
• 区块链技术（比特币、以太坊的 PoW 和工作量证明）
• 数据完整性校验（HMAC-SHA256）
• 密钥派生函数（HKDF、PBKDF2）
• 确定性随机数生成器（DRBG）

参见

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

https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc6234

https://csrc.nist.gov/projects/cryptographic-module-validation-program

函数说明

sha256() [1/4]

NEFORCE_ALWAYS_INLINE_INLINE byte_vector sha256

(

const byte_vector &

data

)

SHA-256哈希便捷函数（字节向量版本）

参数

data

输入数据

返回

32字节的哈希值

在文件 sha256.hpp 第 136 行定义.

引用了 data() , 以及 SHA256::hash().

sha256() [2/4]

NEFORCE_ALWAYS_INLINE_INLINE byte_vector sha256

(

const cbyte_view

data

)

SHA-256哈希便捷函数（字节视图版本）

参数

data

输入数据

返回

32字节的哈希值

在文件 sha256.hpp 第 129 行定义.

引用了 data() , 以及 SHA256::hash().

sha256() [3/4]

NEFORCE_ALWAYS_INLINE_INLINE string sha256

(

const string &

data

)

SHA-256哈希便捷函数（字符串版本）

参数

data

输入字符串

返回

64字符的十六进制哈希值

在文件 sha256.hpp 第 120 行定义.

引用了 data() , 以及 SHA256::hash_hex().

sha256() [4/4]

NEFORCE_ALWAYS_INLINE_INLINE string sha256

(

const string_view

data

)

SHA-256哈希便捷函数（字符串视图版本）

参数

data

输入字符串

返回

64字符的十六进制哈希值

在文件 sha256.hpp 第 111 行定义.

引用了 data() , 以及 SHA256::hash_hex().