whyczh
2021-12-10 1ab06fa644b400182dde1621c60f904c4711f2b6
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
package com.whyc.encryption;
 
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.math.BigInteger;
import java.util.Arrays;
 
/**
 * SM3杂凑算法实现
 * @author Potato
 *
 */
public class SM3 {
 
    private static char[] hexDigits = {'0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8',
            '9', 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F'};
    private static final String ivHexStr = "7380166f 4914b2b9 172442d7 da8a0600 a96f30bc 163138aa e38dee4d b0fb0e4e";
    private static final BigInteger IV = new BigInteger(ivHexStr.replaceAll(" ",
            ""), 16);
    private static final Integer Tj15 = Integer.valueOf("79cc4519", 16);
    private static final Integer Tj63 = Integer.valueOf("7a879d8a", 16);
    private static final byte[] FirstPadding = {(byte) 0x80};
    private static final byte[] ZeroPadding = {(byte) 0x00};
 
    private static int T(int j) {
        if (j >= 0 && j <= 15) {
            return Tj15.intValue();
        } else if (j >= 16 && j <= 63) {
            return Tj63.intValue();
        } else {
            throw new RuntimeException("data invalid");
        }
    }
 
    private static Integer FF(Integer x, Integer y, Integer z, int j) {
        if (j >= 0 && j <= 15) {
            return Integer.valueOf(x.intValue() ^ y.intValue() ^ z.intValue());
        } else if (j >= 16 && j <= 63) {
            return Integer.valueOf((x.intValue() & y.intValue())
                    | (x.intValue() & z.intValue())
                    | (y.intValue() & z.intValue()));
        } else {
            throw new RuntimeException("data invalid");
        }
    }
 
    private static Integer GG(Integer x, Integer y, Integer z, int j) {
        if (j >= 0 && j <= 15) {
            return Integer.valueOf(x.intValue() ^ y.intValue() ^ z.intValue());
        } else if (j >= 16 && j <= 63) {
            return Integer.valueOf((x.intValue() & y.intValue())
                    | (~x.intValue() & z.intValue()));
        } else {
            throw new RuntimeException("data invalid");
        }
    }
 
    private static Integer P0(Integer x) {
        return Integer.valueOf(x.intValue()
                ^ Integer.rotateLeft(x.intValue(), 9)
                ^ Integer.rotateLeft(x.intValue(), 17));
    }
 
    private static Integer P1(Integer x) {
        return Integer.valueOf(x.intValue()
                ^ Integer.rotateLeft(x.intValue(), 15)
                ^ Integer.rotateLeft(x.intValue(), 23));
    }
 
    private static byte[] padding(byte[] source) throws IOException {
        if (source.length >= 0x2000000000000000l) {
            throw new RuntimeException("src data invalid.");
        }
        long l = source.length * 8;
        long k = 448 - (l + 1) % 512;
        if (k < 0) {
            k = k + 512;
        }
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
        baos.write(source);
        baos.write(FirstPadding);
        long i = k - 7;
        while (i > 0) {
            baos.write(ZeroPadding);
            i -= 8;
        }
        baos.write(long2bytes(l));
        return baos.toByteArray();
    }
 
    private static byte[] long2bytes(long l) {
        byte[] bytes = new byte[8];
        for (int i = 0; i < 8; i++) {
            bytes[i] = (byte) (l >>> ((7 - i) * 8));
        }
        return bytes;
    }
 
    public static byte[] hash(byte[] source) throws IOException {
        byte[] m1 = padding(source);
        int n = m1.length / (512 / 8);
        byte[] b;
        byte[] vi = IV.toByteArray();
        byte[] vi1 = null;
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            b = Arrays.copyOfRange(m1, i * 64, (i + 1) * 64);
            vi1 = CF(vi, b);
            vi = vi1;
        }
        return vi1;
    }
 
    private static byte[] CF(byte[] vi, byte[] bi) throws IOException {
        int a, b, c, d, e, f, g, h;
        a = toInteger(vi, 0);
        b = toInteger(vi, 1);
        c = toInteger(vi, 2);
        d = toInteger(vi, 3);
        e = toInteger(vi, 4);
        f = toInteger(vi, 5);
        g = toInteger(vi, 6);
        h = toInteger(vi, 7);
 
        int[] w = new int[68];
        int[] w1 = new int[64];
        for (int i = 0; i < 16; i++) {
            w[i] = toInteger(bi, i);
        }
        for (int j = 16; j < 68; j++) {
            w[j] = P1(w[j - 16] ^ w[j - 9] ^ Integer.rotateLeft(w[j - 3], 15))
                    ^ Integer.rotateLeft(w[j - 13], 7) ^ w[j - 6];
        }
        for (int j = 0; j < 64; j++) {
            w1[j] = w[j] ^ w[j + 4];
        }
        int ss1, ss2, tt1, tt2;
        for (int j = 0; j < 64; j++) {
            ss1 = Integer
                    .rotateLeft(
                            Integer.rotateLeft(a, 12) + e
                                    + Integer.rotateLeft(T(j), j), 7);
            ss2 = ss1 ^ Integer.rotateLeft(a, 12);
            tt1 = FF(a, b, c, j) + d + ss2 + w1[j];
            tt2 = GG(e, f, g, j) + h + ss1 + w[j];
            d = c;
            c = Integer.rotateLeft(b, 9);
            b = a;
            a = tt1;
            h = g;
            g = Integer.rotateLeft(f, 19);
            f = e;
            e = P0(tt2);
        }
        byte[] v = toByteArray(a, b, c, d, e, f, g, h);
        for (int i = 0; i < v.length; i++) {
            v[i] = (byte) (v[i] ^ vi[i]);
        }
        return v;
    }
 
    private static int toInteger(byte[] source, int index) {
        StringBuilder valueStr = new StringBuilder("");
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            valueStr.append(hexDigits[(byte) ((source[index * 4 + i] & 0xF0) >> 4)]);
            valueStr.append(hexDigits[(byte) (source[index * 4 + i] & 0x0F)]);
        }
        return Long.valueOf(valueStr.toString(), 16).intValue();
 
    }
 
    private static byte[] toByteArray(int a, int b, int c, int d, int e, int f,
                                      int g, int h) throws IOException {
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream(32);
        baos.write(toByteArray(a));
        baos.write(toByteArray(b));
        baos.write(toByteArray(c));
        baos.write(toByteArray(d));
        baos.write(toByteArray(e));
        baos.write(toByteArray(f));
        baos.write(toByteArray(g));
        baos.write(toByteArray(h));
        return baos.toByteArray();
    }
 
    public static byte[] toByteArray(int i) {
        byte[] byteArray = new byte[4];
        byteArray[0] = (byte) (i >>> 24);
        byteArray[1] = (byte) ((i & 0xFFFFFF) >>> 16);
        byteArray[2] = (byte) ((i & 0xFFFF) >>> 8);
        byteArray[3] = (byte) (i & 0xFF);
        return byteArray;
    }
    private static String byteToHexString(byte b) {
        int n = b;
        if (n < 0)
            n = 256 + n;
        int d1 = n / 16;
        int d2 = n % 16;
        return ""+hexDigits[d1] + hexDigits[d2];
    }
 
    public static String byteArrayToHexString(byte[] b) {
        StringBuffer resultSb = new StringBuffer();
        for (int i = 0; i < b.length; i++) {
            resultSb.append(byteToHexString(b[i]));
        }
        return resultSb.toString();
    }
 
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        System.out.println(SM3.byteArrayToHexString(SM3.hash("test sm3 hash".getBytes())));
    }
}