我的SHA-256實現的輸出不正確

對於一個個人項目，我正在努力在Python 3中實現SHA-256，而不使用hashlib模塊（因爲這會挫傷學習SHA-256工作原理的目的）。我一直在使用Wikipedia pseudocode，但是我的代碼給出了不正確的輸出（與hashlib輸出相比）。我一直在盯着代碼一個小時，除了頭痛之外，我沒有弄清楚我做錯了什麼。我的SHA-256實現的輸出不正確

代碼：

#!/usr/bin/env python3 

import hashlib 
import sys 

# ror function taken from http://stackoverflow.com/a/27229191/2508324 
def ror(val, r_bits, max_bits=32): 
    return ((val & (2**max_bits-1)) >> r_bits%max_bits)|(val << (max_bits-(r_bits%max_bits)) & (2**max_bits-1)) 

h = [0x6a09e667, 0xbb67ae85, 0x3c6ef372, 0xa54ff53a, 0x510e527f, 0x9b05688c, 0x1f83d9ab, 0x5be0cd19] 

k = [0x428a2f98, 0x71374491, 0xb5c0fbcf, 0xe9b5dba5, 0x3956c25b, 0x59f111f1, 0x923f82a4, 0xab1c5ed5, 
    0xd807aa98, 0x12835b01, 0x243185be, 0x550c7dc3, 0x72be5d74, 0x80deb1fe, 0x9bdc06a7, 0xc19bf174, 
    0xe49b69c1, 0xefbe4786, 0x0fc19dc6, 0x240ca1cc, 0x2de92c6f, 0x4a7484aa, 0x5cb0a9dc, 0x76f988da, 
    0x983e5152, 0xa831c66d, 0xb00327c8, 0xbf597fc7, 0xc6e00bf3, 0xd5a79147, 0x06ca6351, 0x14292967, 
    0x27b70a85, 0x2e1b2138, 0x4d2c6dfc, 0x53380d13, 0x650a7354, 0x766a0abb, 0x81c2c92e, 0x92722c85, 
    0xa2bfe8a1, 0xa81a664b, 0xc24b8b70, 0xc76c51a3, 0xd192e819, 0xd6990624, 0xf40e3585, 0x106aa070, 
    0x19a4c116, 0x1e376c08, 0x2748774c, 0x34b0bcb5, 0x391c0cb3, 0x4ed8aa4a, 0x5b9cca4f, 0x682e6ff3, 
    0x748f82ee, 0x78a5636f, 0x84c87814, 0x8cc70208, 0x90befffa, 0xa4506ceb, 0xbef9a3f7, 0xc67178f2] 

s = sys.stdin.read().encode() 
msg = [int(x,2) for c in s for x in '{:08b}'.format(c)] 
msg.append(1) 
while len(msg) % 512 != 448: 
    msg.append(0) 
msg.extend([int(x,2) for x in '{:064b}'.format(len(s))]) 

for i in range(len(msg)//512): 
    chunk = msg[512*i:512*(i+1)] # sloth love chunk 
    w = [0 for _ in range(64)] 
    for j in range(16): 
     w[j] = int(''.join(str(x) for x in chunk[32*j:32*(j+1)]),2) 
    for j in range(16, 64): 
     s0 = ror(w[j-15], 7)^ror(w[j-15], 18)^(w[j-15] >> 3) 
     s1 = ror(w[j-2], 17)^ror(w[j-2], 19)^(w[j-2] >> 10) 
     w[j] = (w[j-16] + s0 + w[j-7] + s1) % 2**32 
    work = h[:] 
    for j in range(64): 
     S1 = ror(work[4], 6)^ror(work[4], 11)^ror(work[4], 25) 
     ch = (work[4] & work[5])^(~work[4] & work[6]) 
     temp1 = (work[7] + S1 + ch + k[j] + w[j]) % 2**32 
     S0 = ror(work[0], 2)^ror(work[0], 13)^ror(work[0], 22) 
     maj = (work[0] & work[1])^(work[0] & work[2])^(work[1] & work[2]) 
     temp2 = (S0 + maj) % 2**32 
     work = [(temp1 + temp2) % 2**32] + work[:-1] 
     work[4] = (work[4] + temp1) % 2**32 
    h = [(H+W)%2**32 for H,W in zip(h,work)] 

print(''.join('{:08x}'.format(H) for H in h)) 
print(hashlib.sha256(s).hexdigest())

如果實現是正確的，兩個輸出將匹配。相反，我得到這個（與輸入abc）：

$ echo -n abc | ./sha256.py 
203b1d9016060802fe5ef80436611159de1868b58d44940e3d3979eab5f4d193 
ba7816bf8f01cfea414140de5dae2223b00361a396177a9cb410ff61f20015ad

我已經徹底檢查的代碼，但我不認爲它與維基百科僞代碼之間的差異。我懷疑錯誤在壓縮循環中（for j in range(64):）。我已經手動調試並通過初始化w數組的前16個字來檢查程序的狀態，並且它全部檢出。

任何幫助將不勝感激！

來源

2016-06-01 Mego

什麼時候開始的代碼從你所期望的行爲不同？ – leovp

@leovp鑑於我正在努力學習算法的工作原理，我沒有必要的知識準確地確定它出錯的地方。 – Mego

嘗試加密堆棧交換。 – Will

SHA1適用於位而非字節。因此，填充末尾的64位長度也以位表示;該錯誤是在該行

msg.extend([int(x,2) for x in '{:064b}'.format(len(s))])

這應該是

msg.extend([int(x,2) for x in '{:064b}'.format(len(s) * 8)])

來源

2016-06-02 10:57:00 phihag

謝謝，修好了！ – Mego

我的SHA-256實現的輸出不正確

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