RFC 4634 SHA256实现中Length_Low与Length_High含义及代码逻辑问询

1. Length_Low与Length_High的作用 #

SHA2-256算法要求消息填充的最后8字节存储原始消息的总比特长度，大端序64位无符号整数，为了兼容不支持原生64位无符号整数的编译环境，代码用两个32位无符号整数拼接实现64位长度存储：

• Length_Low：存储64位长度的低32位
• Length_High：存储64位长度的高32位
  两者拼接后的值就是完整的消息总比特长度，符合SHA256最多支持2^64比特长度消息的规范要求。

2. 两段代码逻辑详解 #

第一段：SHA1AddLength宏逻辑 #

这个宏的作用是把新输入的消息段长度累加到总长度中，同时检测长度溢出错误，我们按C语言运算规则拆解执行顺序：
宏整体是逗号表达式，按从左到右顺序执行：

1. 第一步addTemp = (context)->Length_Low：先保存累加前的Length_Low原始值，用于后续溢出判断
2. 第二步(context)->Length_Low += (length)：把新输入消息的长度（单位为比特）累加到低32位长度变量中
3. 溢出判断((context)->Length_Low < addTemp)：32位无符号整数溢出时会从最大值绕回最小值，所以如果累加后的Length_Low比累加前还小，说明低32位已经溢出，需要向高32位进位
4. 利用&&短路特性：只有低32位确实溢出时，才会执行++(context)->Length_High给高32位加1；如果没溢出，高32位不会被修改
5. 超限判断：如果给高32位加1后Length_High变成0，说明整个64位长度都溢出了，超过了SHA256支持的最大消息长度，此时给context->Corrupted赋值1表示出错，否则赋值0。

第二段：长度填充逻辑 #

这段是SHA256消息填充的固定步骤，目的是把存储的64位总长度按大端序写入消息块的最后8字节：

• 先处理高32位Length_High：
  • 右移24位得到最高8位，存入Message_Block[56]
  • 右移16位得到次高8位，存入Message_Block[57]
  • 右移8位得到次低8位，存入Message_Block[58]
  • 直接取低8位，存入Message_Block[59]
• 再处理低32位Length_Low：
  • 右移24位得到最高8位，存入Message_Block[60]
  • 右移16位得到次高8位，存入Message_Block[61]
  • 右移8位得到次低8位，存入Message_Block[62]
  • 直接取低8位，存入Message_Block[63]
    处理完成后，消息块的最后8字节就是符合SHA256规范的大端序总长度值。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者jupiter_jazz