我們來到了目前主流的Hash算法了。
SHA全名為『Secure Hash Algorithm』，字面意思就是安全雜湊演算法。
目前SHA從0～3個版本，而2跟3其實都是安全的，但不同的地方是算法差距蠻大的。
SHA3其實是因為SHA1跟2有很多的相似之處，所以
NIST
就決定開發完全不同的演算法。
如果有一天SHA2被破解，那SHA3就能替換它，並且保持完全不同的結構，使破解邏輯不會被仿製。
接下來應該會把SHA家族的1、2、3介紹完。
SHA1 與 SHA2
一樣我們搭配論文一起來分析。
Secure Hash Standard (SHS)
接下來我們所使用的圖片都是來自2015年所發布的，Secure Hash Standard (SHS) 文檔，在此標記。
先看圖一：
能看到除了SHA1之外都是一些200以上的數字，而那些就是SHA2。
在看一些詳細訊息如：
Message Size必需要在2^64以內。
Message Digest Size 會輸出的長度。
其他的訊息說起來還好，詳細解說的時候會知道的。
SHA1 流程圖二
圖二
圖片來自
SHA-1 WiKi
。
不覺得好像在哪裡看過、而且很熟悉嗎。
沒錯，其實就是借鑑了MD5。
大家熟悉MD5之後，我這邊就快速地講過一些關鍵的參數。
填充（對應MD5的步驟1跟2）
跟MD5一樣，看圖三。
F函數（對應MD5的步驟4）
然後那個F就是圖四：
然後圖五就能知道F(x,y,z) = F(b,c,d)
緩衝容器初始化（對應MD5的步驟3）
然後初始化容器數值為圖六：
K生成（對應MD5的前置）
那我們簡單的看一下K生成（圖七）：
喔～整個簡單到不行……
在回合數時填入上述的數值。
W處理（對應MD5的步驟2切塊資料跟步驟4）
在看一下W（圖八）：
其實也沒什麼難度就是了。
對了它ROTL的1就是位移一次。
做完全回合後輸出（對應MD5的步驟5）
這邊也一樣如圖九
輸出就是如圖十
SHA1 總結
然後SHA1的總覽圖十一，這邊能看到它做80次。
SHA1我就快速的帶過，大家應該熟悉MD5之後再來寫這邊，只要改一些參數就好。
所以因為類似，也就被破解了，目前跟MD5一樣是不安全的Hash。
因此我們進入比較重要的SHA2。
這邊先說一下，其實SHA2也是SHA1的變體而已。
整體算法的流程其實很多相同的地方，除了提供更高的位元之外，在做演算時有些參數會不同。
也造成了圖一那樣的，Block Size跟Word Size的不同。
就因為這樣我們必需要拆解一下SHA2，並做分類。
SHA-224 和 SHA-256 為一類。
SHA-384、SHA-512、SHA-512/224 和 SHA-512/256為另一類。
我們就 SHA2-256 跟 SHA2-512 來代表這兩類。
SHA2 流程（圖十二）
圖十二
圖片來自
SHA-2 WiKi
。
這邊能看出多了4個黑盒子跟變成了8個緩衝塊。
然後細部上面變動了兩塊緩衝區。
整體來說還是能看出MD5深深的影子。
但是到目前為止還沒有發生偽造跟碰撞就是了。
SHA2-256，圖十三：
圖十三
SHA2-512，圖十四
圖十四
圖十三跟MD5、SHA1一樣。
而圖十四來說，其實就是取1024餘數後要等於896。
填充的方式也一樣先填一位元的'1'後填滿'0'直到符合上述條件。
SHA2-256，圖十五：
圖十五
SHA2-512，圖十六
圖十六
應對上流程圖的那些黑箱，
大家可能比較不熟悉的是σ跟SHR吧。
σ是在處理W時會用到的。
SHR其實就是向右位移，但不做循環位移，最左邊就是補'0'。
緩衝容器初始化
這邊就有點尷尬了，我們必需要一個一個跟你說初始化的資料：
SHA2-224，圖十七
圖十七
SHA2-256，圖十八
圖十八
SHA2-384，圖十九
圖十九
SHA2-512，圖二十
圖二十
這邊應該有發現到，初始資料的長度變化。
沒錯，512的資料是一次做128位元的。
那我們簡單的看一下K生成（圖六）：
SHA2-256，圖二一：
圖二一
SHA2-512，圖二二：
圖二二
這邊一樣是K的對應數值，直接做成列表就OK了。
是固定的常數。
SHA2-256，圖二三：
圖二三
SHA2-512，圖二四：
圖二四
這邊就出現了F函數那邊的σ了。
一樣代進去算，然後把資料作相加。
SHA2-256，圖二五：
圖二五
SHA2-512，圖二六：
圖二六
其實流程差不多就是這樣。
有了K，有了W，再把資料帶進去計算就OK了。
然後就是重複次數了：
SHA2-256：64次。
SHA2-512：80次。
做完全回合後輸出
這邊就是更新初始容器：
SHA2-256，圖二七：
圖二七
SHA2-512，圖二八：
圖二八
輸出的部分比較特殊，一樣每個都要列舉：
SHA2-224，圖二九
圖二九
SHA2-256，圖三十
圖三十
SHA2-384，圖三一
圖三一
SHA2-512，圖三二
圖三二
更特殊的：
SHA2-512/224：直接取SHA2-512的最左邊的224位元。
SHA2-512/256：直接取SHA2-512的最左邊的256位元。
SHA2 總結
就大家有MD5的經驗來說，這邊的幾個動作其實也都大同小異。
而且發布的標準來說其實也十分的完整就是了，這邊有點像是導讀一樣的（不是一直都是導讀嗎？）。
除了多了幾個向右、向左位移的黑盒子之外，在資料W上也做了一些改變。
但整理來說流程也都差不多，並沒有真的很難的地方。
我想大家應該能理解。
但也是因為很類似MD5，而且應用的都是電腦硬體很擅長的部分，所以能做大檔案跟大資料的Hash。
只是可能要切塊，並且做混入Hash，主要是因為最大的2^64的限制。
但我想解決這個問題並不難就是了。
接下來要講一個完全跟SHA2不同算法的SHA3。
那接下來明天見啦～
SHA家族
SHA-1 WiKi
SHA-2 WiKi
Secure Hash Standard (SHS)
