簡介
基本信息
安全散列算法SHA（Secure Hash Algorithm，SHA)是美國國家标準技術研究所發布的國家标準FIPS PUB 180，最新的标準已經于2008年更新到FIPS PUB 180-3。其中規定了SHA-1，SHA-224，SHA-256，SHA-384，和SHA-512這幾種單向散列算法。SHA-1，SHA-224和SHA-256适用于長度不超過2^64二進制位的消息。SHA-384和SHA-512适用于長度不超過2^128二進制位的消息。
散列算法
散列是信息的提煉，通常其長度要比信息小得多，且為一個固定長度。加密性強的散列一定是不可逆的，這就意味着通過散列結果，無法推出任何部分的原始信息。任何輸入信息的變化，哪怕僅一位，都将導緻散列結果的明顯變化，這稱之為雪崩效應。散列還應該是防沖突的，即找不出具有相同散列結果的兩條信息。具有這些特性的散列結果就可以用于驗證信息是否被修改。
單向散列函數一般用于産生消息摘要，密鑰加密等，常見的有：
l MD5（Message Digest Algorithm 5）：是RSA數據安全公司開發的一種單向散列算法。
l SHA（Secure Hash Algorithm）：可以對任意長度的數據運算生成一個160位的數值；
SHA-1
在1993年，安全散列算法（SHA）由美國國家标準和技術協會（NIST)提出，并作為聯邦信息處理标準（FIPS PUB 180）公布；1995年又發布了一個修訂版FIPS PUB 180-1，通常稱之為SHA-1。SHA-1是基于MD4算法的，并且它的設計在很大程度上是模仿MD4的。現在已成為公認的最安全的散列算法之一，并被廣泛使用。
原理
單向散列函數的安全性在于其産生散列值的操作過程具有較強的單向性。如果在輸入序列中嵌入密碼，那麼任何人在不知道密碼的情況下都不能産生正确的散列值，從而保證了其安全性。SHA将輸入流按照每塊512位（64個字節）進行分塊，并産生20個字節的被稱為信息認證代碼或信息摘要的輸出。
該算法輸入報文的長度不限，産生的輸出是一個160位的報文摘要。輸入是按512位的分組進行處理的。SHA-1是不可逆的、防沖突，并具有良好的雪崩效應。
通過散列算法可實現數字簽名實現，數字簽名的原理是将要傳送的明文通過一種函數運算（Hash）轉換成報文摘要（不同的明文對應不同的報文摘要），報文摘要加密後與明文一起傳送給接受方，接受方将接受的明文産生新的報文摘要與發送方的發來報文摘要解密比較，比較結果一緻表示明文未被改動，如果不一緻表示明文已被篡改。
MAC（信息認證代碼）就是一個散列結果，其中部分輸入信息是密碼，隻有知道這個密碼的參與者才能再次計算和驗證MAC碼的合法性。
SHA-1與MD5的比較
因為二者均由MD4導出，SHA-1和MD5彼此很相似。相應的，他們的強度和其他特性也是相似，但還有以下幾點不同：
1、對強行攻擊的安全性：最顯著和最重要的區别是SHA-1摘要比MD5摘要長32位。使用強行技術，産生任何一個報文使其摘要等于給定報摘要的難度對MD5是2^128數量級的操作，而對SHA-1則是2^160數量級的操作。這樣，SHA-1對強行攻擊有更大的強度。
2、對密碼分析的安全性：由于MD5的設計，易受密碼分析的攻擊，SHA-1顯得不易受這樣的攻擊。
3、速度：在相同的硬件上，SHA-1的運行速度比MD5慢。
算法應用
計算MD5或sha-1加密哈希值的文件
當您将哈希算法應用于任意數量的如一個二進制文件的數據時結果将是一個哈希或消息摘要。此哈希具有固定的大小。MD5是創建一個128位的哈希值的哈希算法。sha-1是創建一個 160位哈希值的哈希算法。
文件校驗和完整性驗證程序 (FCⅣ）實用程序可以用于計算MD5 或 sha-1加密哈希值的文件。若要計算在MD5和文件的sha-1哈希值，請在命令行鍵入以下命令：
FCⅣ-md5-sha1 pathfilename.ext
例如對于計算Shdocvw.dll 文件 %Systemroot% System32 文件夾中的 MD5 和 sha-1 哈希值，鍵入以下命令：
FCⅣ-md5-sha1 c：windowssystem32shdocvw.dll
SHA-1 Java實現源碼
----------------------------------------------------------------------------------------------------
/* 安全散列算法SHA (Secure Hash Algorithm，SHA) */
public class SHA1 {
private final int[] abcde = { 0x67452301,0xefcdab89,0x98badcfe,
0x10325476,0xc3d2e1f0 }；
// 摘要數據存儲數組
private int[] digestInt = new int；
// 計算過程中的臨時數據存儲數組
private int[] tmpData = new int；
// 計算sha-1摘要
private int process_input_bytes(byte[] bytedata) {
// 初試化常量
System.arraycopy(abcde,0,digestInt,0,abcde.length)；
// 格式化輸入字節數組，補10及長度數據
byte[] newbyte = byteArrayFormatData(bytedata)；
// 獲取數據摘要計算的數據單元個數
int MCount = newbyte.length / 64；
// 循環對每個數據單元進行摘要計算
for (int pos = 0； pos < MCount； pos++) {
// 将每個單元的數據轉換成16個整型數據，并保存到tmpData的前16個數組元素中
for (int j = 0； j < 16； j++) {
tmpData[j] = byteArrayToInt(newbyte,(pos * 64） + (j * 4））；
摘要計算函數
encrypt()；
return 20；
// 格式化輸入字節數組格式
private byte[] byteArrayFormatData(byte[] bytedata) {
// 補0數量
int zeros = 0；
// 補位後總位數
int size = 0；
// 原始數據長度
int n = bytedata.length；
// 模64後的剩餘位數
int m = n % 64；
// 計算添加0的個數以及添加10後的總長度
if (m < 56） {
zeros = 55 - m；
size = n - m + 64；
} else if (m == 56） {
zeros = 63；
size = n + 8 + 64；
} else {
zeros = 63 - m + 56；
size = (n + 64） - m + 64；
// 補位後生成的新數組内容
byte[] newbyte = new byte[size]；
// 複制數組的前面部分
System.arraycopy(bytedata,0,newbyte,0,n)；
// 獲得數組Append數據元素的位置
int l = n；
// 補1操作
newbyte[l++] = (byte) 0x80；
// 補0操作
for (int i = 0； i < zeros； i++) {
newbyte[l++] = (byte) 0x00；
// 計算數據長度，補數據長度位共8字節，長整型
long N = (long) n * 8；
byte h8 = (byte) (N & 0xFF)；
byte h7 = (byte) ((N >> 8） & 0xFF)；
byte h6 = (byte) ((N >> 16） & 0xFF)；
byte h5 = (byte) ((N >> 24） & 0xFF)；
byte h4 = (byte) ((N >> 32） & 0xFF)；
byte h3 = (byte) ((N >> 40） & 0xFF)；
byte h2 = (byte) ((N >> 48） & 0xFF)；
byte h1 = (byte) (N >> 56）；
newbyte[l++] = h1；
newbyte[l++] = h2；
newbyte[l++] = h3；
newbyte[l++] = h4；
newbyte[l++] = h5；
newbyte[l++] = h6；
newbyte[l++] = h7；
newbyte[l++] = h8；
return newbyte；
private int f1(int x,int y,int z) {
return (x & y) | (~x & z)；
private int f2(int x,int y,int z) {
return x ^ y ^ z；
private int f3(int x,int y,int z) {
return (x & y) | (x & z) | (y & z)；
private int f4(int x,int y) {
return (x << y) | x >>> （32 - y)；
單元摘要計算函數
private void encrypt() {
for (int i = 16； i <= 79； i++) {
tmpData[i] = f4(tmpData[i - 3] ^ tmpData[i - 8] ^ tmpData[i - 14]
^ tmpData[i - 16],1）；
int[] tmpabcde = new int；
for (int i1 = 0； i1 < tmpabcde.length； i1++) {
tmpabcde[i1] = digestInt[i1]；
for (int j = 0； j <= 19； j++) {
int tmp = f4(tmpabcde,5）
+ f1(tmpabcde,tmpabcde,tmpabcde) + tmpabcde
+ tmpData[j] + 0x5a827999；
tmpabcde = tmpabcde；
tmpabcde = tmpabcde；
tmpabcde = f4(tmpabcde,30）；
tmpabcde = tmpabcde；
tmpabcde = tmp；
for (int k = 20； k <= 39； k++) {
int tmp = f4(tmpabcde,5）
+ f2(tmpabcde,tmpabcde,tmpabcde) + tmpabcde
+ tmpData[k] + 0x6ed9eba1；
tmpabcde = tmpabcde；
tmpabcde = tmpabcde；
tmpabcde = f4(tmpabcde,30）；
tmpabcde = tmpabcde；
tmpabcde = tmp；
for (int l = 40； l <= 59； l++) {
int tmp = f4(tmpabcde,5）
+ f3(tmpabcde,tmpabcde,tmpabcde) + tmpabcde
+ tmpData[l] + 0x8f1bbcdc；
tmpabcde = tmpabcde；
tmpabcde = tmpabcde；
tmpabcde = f4(tmpabcde,30）；
tmpabcde = tmpabcde；
tmpabcde = tmp；
for (int m = 60； m <= 79； m++) {
int tmp = f4(tmpabcde,5）
+ f2(tmpabcde,tmpabcde,tmpabcde) + tmpabcde
+ tmpData[m] + 0xca62c1d6；
tmpabcde = tmpabcde；
tmpabcde = tmpabcde；
tmpabcde = f4(tmpabcde,30）；
tmpabcde = tmpabcde；
tmpabcde = tmp；
for (int i2 = 0； i2 < tmpabcde.length； i2++) {
digestInt[i2] = digestInt[i2] + tmpabcde[i2]；
for (int n = 0； n < tmpData.length； n++) {
tmpData[n] = 0；
// 4字節數組轉換為整數
private int byteArrayToInt(byte[] bytedata,int i) {
return ((bytedata[i] & 0xff) << 24） | ((bytedata[i + 1] & 0xff) << 16）
| ((bytedata[i + 2] & 0xff) << 8） | (bytedata[i + 3] & 0xff)；
// 整數轉換為4字節數組
private void intToByteArray(int intValue,byte[] byteData,int i) {
byteData[i] = (byte) (intValue >>> 24）；
byteData[i + 1] = (byte) (intValue >>> 16）；
byteData[i + 2] = (byte) (intValue >>> 8）；
byteData[i + 3] = (byte) intValue；
// 将字節轉換為十六進制字符串
private static String byteToHexString(byte ib) {
char[] Digit = { '0','1','2','3','4','5','6','7','8','9','A',
'B','C','D','E','F' }；
char[] ob = new char；
ob = Digit[(ib >>> 4） & 0X0F]；
ob = Digit[ib & 0X0F]；
String s = new String(ob)；
return s；
// 将字節數組轉換為十六進制字符串
private static String byteArrayToHexString(byte[] bytearray) {
String strDigest = ""；
for (int i = 0； i < bytearray.length； i++) {
strDigest += byteToHexString(bytearray[i])；
return strDigest；
// 計算sha-1摘要，返回相應的字節數組
public byte[] getDigestOfBytes(byte[] byteData) {
process_input_bytes(byteData)；
byte[] digest = new byte；
for (int i = 0； i < digestInt.length； i++)
intToByteArray(digestInt[i],digest,i * 4）；
return digest；
// 計算sha-1摘要，返回相應的十六進制字符串
public String getDigestOfString(byte[] byteData) {
return byteArrayToHexString(getDigestOfBytes(byteData))；
測試
public static void main(String[] args) {
String param = "wxzzs"；
System.out.println("加密前：" + param)；
String digest = new SHA1().getDigestOfString(param.getBytes())；
System.out.println("加密後：" + digest)；
其他含義
定義
SHA雙方承擔，彙款費用承擔的一種方式。
相關信息
SHA雙方承擔
OUR彙款人承擔
BEN收款人承擔
城市三字代碼
SHA是上海的城市三字代碼，該代碼一般用于航空等業務。
機場三字代碼
上海虹橋機場代碼。
