实现 SHA1 算法的 Java 代码解析
1. 简介
SHA1（Secure Hash Algorithm 1）是一种常用的密码散列函数，它可以将任意长度的数据转换为固定长度的哈希值。在本文中，我们将会详细介绍如何在 Java 中实现 SHA1 算法。
2. SHA1 算法流程
为了更好地指导那些刚入行的开发者，我们将通过以下表格展示 SHA1 算法的实现步骤：
| 步骤 | 描述 |
|---|---|
| 步骤1 | 将输入转换为字节数组 |
| 步骤2 | 将字节数组填充至 512 位的倍数 |
| 步骤3 | 初始化 5 个 32 位的寄存器为常量值 |
| 步骤4 | 对每个 512 位的数据块进行处理 |
| 步骤5 | 将最终结果转换为十六进制字符串 |
3. 代码实现
步骤1: 将输入转换为字节数组
首先，我们需要将输入转换为字节数组。代码如下所示：
public static byte[] stringToBytes(String input) {
return input.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
}
步骤2: 将字节数组填充至 512 位的倍数
SHA1 算法要求输入的字节数组长度必须是 512 位的倍数。如果不够，则需要进行填充。下面的代码演示了如何实现填充：
public static byte[] padBytes(byte[] input) {
// 计算需要填充的字节数
int padding = 64 - (input.length % 64);
// 创建一个新的字节数组，长度为原始长度加上填充字节数加上 8 个字节
byte[] paddedInput = new byte[input.length + padding + 8];
// 复制原始字节数组到新的字节数组中
System.arraycopy(input, 0, paddedInput, 0, input.length);
// 在填充字节后面添加一个额外的字节，值为 0x80
paddedInput[input.length] = (byte) 0x80;
// 在填充字节结束前的 8 个字节中，添加原始字节数组的长度（以比特为单位）
long inputLengthBits = (long) input.length * 8;
for (int i = 0; i < 8; i++) {
paddedInput[paddedInput.length - 8 + i] = (byte) (inputLengthBits >> (56 - i * 8));
}
return paddedInput;
}
步骤3: 初始化寄存器
在 SHA1 算法中，有 5 个 32 位的寄存器 A、B、C、D 和 E，它们会初始化为常量值。以下代码演示了初始化寄存器的过程：
public static int[] initializeRegisters() {
int[] registers = new int[5];
registers[0] = 0x67452301;
registers[1] = 0xEFCDAB89;
registers[2] = 0x98BADCFE;
registers[3] = 0x10325476;
registers[4] = 0xC3D2E1F0;
return registers;
}
步骤4: 处理数据块
SHA1 算法将输入数据划分为多个 512 位的数据块，并对每个数据块进行处理。以下代码演示了如何处理数据块：
public static int[] processBlock(int[] registers, byte[] block) {
int[] w = new int[80];
// 将每个 512 位的数据块划分为 16 个 32 位的字
for (int i = 0; i < 16; i++) {
w[i] = (block[i * 4] & 0xFF) << 24 |
(block[i * 4 + 1] & 0xFF) << 16 |
(block[i * 4 + 2] & 0xFF) << 8 |
(block[i
