如何进行多次散列并在每一轮中串联一个字符串

Question

我正在编写一个程序，在密码的末尾连接一个单词r，然后计算SHA-256散列。稍后，在十六进制结果的末尾再次添加r字，并使用sha256计算新的哈希。

我要把这个重复100遍。每次我想打印散列。

在伪代码中如下所示：

hash = SHA256(...(SHA256(SHA256(“password”||R)||R)||R)..)

我目前正在通过哈希两次来测试我的代码：

   String R = "f@ghj!$g";
   hash = password.concat(R);

   MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("SHA-256");
   digest = hash.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);

   for (int i=0;i<2;i++) {

     md.update(digest);
     digest = md.digest();

     hash = String.format("%064x", new BigInteger(1,digest)).concat(R);
     System.out.println(hash);

     digest = hash.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
   }

让我们暂时忘记这个连接。

例如无法理解为什么下面两个代码会产生不同的结果：

代码1：

   for (int i=0;i<2;i++) {

     md.update(digest);
     digest = md.digest();

   }

 hash = String.format("%064x", new BigInteger(1,digest));   
 System.out.println(hash);

代码二：

   for (int i=0;i<2;i++) {

     md.update(digest);
     digest = md.digest();
     //convert hash to string
     hash = String.format("%064x", new BigInteger(1,digest));
     //convert string again to bytes
     digest = hash.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
   }

 System.out.println(hash);

我的问题是：每次将r字级联并以正确的方式再次编码成字节时，哪种方法是将散列(byte[])解码成十六进制字符串的正确方法？

Answer 1

代码片段1是正确的，但是您需要将print语句添加到其中以获得您预期的输出。但是，为此，您需要使用真正的十六进制编码器/解码器，这是没有帮助的，java.util默认情况下不提供它。

这里是一个经过修改的示例，没有连接，我故意省略了它，让您有事情要做。

代码使用了一个相对较慢但易于记忆和阅读的toHex函数。BigInteger首先需要构造一个BigInteger，这样做很浪费，而且可能更慢。虽然对于32字节的散列值，代码似乎可以正常工作，但我仍然认为代码很难维护。

public static byte[] printHexadecimalHashIterations(byte[] input, int iterations)
{
    var digest = input.clone();

    MessageDigest md;
    try
    {
        md = MessageDigest.getInstance("SHA-256");
    }
    catch (NoSuchAlgorithmException e)
    {
        throw new IllegalStateException("SHA-256 hash should be available", e);
    }

    for (int i = 0; i < iterations; i++)
    {
        md.update(digest);
        digest = md.digest();

        printDigest("Intermediate hash", digest);
    }

    printDigest("Final hash", digest);

    return digest;
}

public static void printDigest(String hashType, byte[] digest)
{
    var digestInHex = toHex(digest);
    System.out.printf("%s: %s%n", hashType, digestInHex);
}

public static String toHex(byte[] data)
{
    var sb = new StringBuilder(data.length * 2);
    for (int i = 0; i < data.length; i++)
    {
        sb.append(String.format("%02X", data[i]));
    }
    return sb.toString();
}

public static void main(String[] args)
{
    printHexadecimalHashIterations("password".getBytes(StandardCharsets.UTF_8), 2);
}

主要的一点是，（安全的）散列函数的数据由字节组成（如果您更喜欢这个名称，也可以使用八位字节）。十六进制字符串只是这些字节的文本表示。它与数据本身并不相同。

您应该能够区分二进制数据和十六进制，十六进制只是二进制数据的表示。不要像问题中那样把二进制数据称为“十六进制”：这是一个危险信号，你没有得到区别。

然而，在您的情况下，您只需要十六进制将它们打印到屏幕上；您根本不需要将digest字节数组转换为十六进制；它仍然可用。所以你可以继续做下去。

如果需要将文本表示转换回字节，则需要执行十六进制解码。显然，您将再次需要一个不涉及biginteger的好html" target="_blank">方法。有很多库（Guava,Apache Commons,Bouncy Castle）提供了很好的十六进制编码器/解码器,并在SO上提供了关于这方面的问题/答案。代码片段2中的hash.getBytes(StandardCharSets.utf_8)语句不执行十六进制解码，它执行字符编码。

最后一个提示是:update方法允许将数据流传输到digest函数中。这意味着您实际上不必连接任何内容来通过连接计算摘要：您只需对update执行多个调用即可。

编程快乐。

编辑：

为了执行您的任务,我会做如下操作：

final byte[] passwordBytes = "password".getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
final byte[] rBytes = "f@ghj!$g".getBytes(StandardCharsets.UTF_8);

digest.update(passwordBytes);
digest.update(rBytes);
byte[] currentHash = digest.digest();

for (int i = 1; i < iterations; i++)
{
    digest.update(currentHash);
    digest.update(rBytes);
    currentHash = digest.digest();
}