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python移位運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)

更新時(shí)間：2019年07月15日 10:17:03 作者：薛定諤的呱

這篇文章主要介紹了python移位運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)，文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

密碼算法程序設(shè)計(jì)實(shí)踐選的SHA-1。

在寫的過程中遇到一丟丟關(guān)于python移位的問題，記錄一下。

SHA-1其中第一步需要填充消息。簡(jiǎn)單闡述一下sha1填充消息的過程：

如輸入消息“123”，先轉(zhuǎn)成ascii碼——313233，消息長(zhǎng)度為3*8=24。

即00110001 00110010 00110011

然后填充一個(gè)1占1bit，再填充447-24bit個(gè)0。

10000000...00000000

最后64bit加上消息長(zhǎng)度24的二進(jìn)制0001 1000

二進(jìn)制相當(dāng)于是：

00110001 00110010 00110011 10000000...00000000 00011000

16進(jìn)制表示

31323380 00000000...0018

python部分代碼塊：

    M = input()
    # 1byte=8bit,L為M字符串長(zhǎng)度
    L = 8 * len(M)
    m=0
    for ch in M:#遍歷字符串M
      m = m * (2 ** 8) + ord(ch)
     #  print(hex(m))#此時(shí)16進(jìn)制的int類型m就是原始數(shù)據(jù)

  #補(bǔ)位，使明文總長(zhǎng)度為448(mod512)位
    if L < 448:
      m = m * 2 + 1 #補(bǔ)位
      # 添加填充位
      m = m * 2 ** (447 - L)
      # 添加長(zhǎng)度
      m = m * 2 ** 64 + L

不只是python，對(duì)于移位運(yùn)算都有：

左移：

運(yùn)算規(guī)則：

按二進(jìn)制形式把所有的數(shù)字向左移動(dòng)對(duì)應(yīng)位數(shù)，高位移出，低位補(bǔ)零。

在數(shù)字沒有溢出的前提下，對(duì)于正數(shù)和負(fù)數(shù)，左移一位都相當(dāng)于乘以2的1次方，左移n位就相當(dāng)于乘以2的n次方。

乘以2**n 相當(dāng)于向左移動(dòng)n位數(shù)，高位移出0，右邊低位的空位補(bǔ)零。

n=128
print(bin(n))

n1=n*2**2+1#1000 0000 00+0000 0001 -->1000 0000 01
print(bin(n1))
n2=n<<2+1
print(bin(n2))

m=8#0000 1000
print(bin(m))
m1=m*2**2+1#0000 1000 00 +0001 00001000 01
print(bin(m1))
m2=m<<2+1
print(bin(m2))

輸出結(jié)果：0b10000000
0b1000000001
0b10000000000
0b1000
0b100001
0b1000000

Process finished with exit code 0

同理，右移可以用>>或者除以2**n，相當(dāng)于取商，不要余數(shù)。不過有符號(hào)區(qū)別。

但同時(shí)注意運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)的問題，

python中，優(yōu)先級(jí)從高到低分別是：

**，～+-（按位翻轉(zhuǎn)如～1，-1），* / % //，+-（普通加減法），<< >>....

雖然乘以2**n和<<效果一樣，但是在運(yùn)算中可能因?yàn)檫\(yùn)算優(yōu)先級(jí)的問題導(dǎo)致運(yùn)算結(jié)果不同。

之前sha1填充消息代碼過程整理一下如下：

遍歷過程：

L=24,m初值=為0
然后m左移8位，此時(shí)m不變?nèi)匀皇?0000000
再加上二進(jìn)制31，此時(shí)m=00110001
m再次左移8位，低位補(bǔ)0，此時(shí)m=00110001 00000000
再加上二進(jìn)制32，此時(shí)m=00110001 00110010
m再次左移8位，此時(shí)m=00110001 00110010 00000000
再加上二進(jìn)制33，此時(shí)m=00110001 00110010 00110011
遍歷結(jié)束。

補(bǔ)位過程：

如果L<448,即除了最后64bit消息長(zhǎng)度，使得明文總長(zhǎng)度為512bit。
m先左移1位，低位補(bǔ)0
m=00110001 00110010 00110011 0
補(bǔ)位一個(gè)1，m=00110001 00110010 00110011 1

添加填充位：m左移448-1-L長(zhǎng)度的值，即447-L=423長(zhǎng)度。
m=00110001 00110010 00110011 1000000...00000000（1后有423個(gè)0）

添加長(zhǎng)度：m左移64bit，即
00110001 00110010 00110011 10000000...00000000
00000000 00000000 00000000 00000000 00000000
00000000 00000000 00000000
（1后有423+64個(gè)0，此時(shí)消息長(zhǎng)度總共為24+423+1+64=512bit）
m加上二進(jìn)制L=24，即00011000。
m=00110001 00110010 00110011 10000000...00000000
00000000 00000000 00000000 00000000 00000000
00000000 00000000 000011000

填充消息結(jié)束。

數(shù)學(xué)真的太神奇了?。。嗣鰶龅念^頂

以上就是本文的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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