Python编写的SHA256算法处理长度超56字符输入时运行错误求助

问题解答 #

1. 每个64字节的SHA256处理块的运算逻辑 #

SHA256采用块迭代架构，所有处理块按顺序参与运算，流程如下：

• 初始化8个标准规定的初始哈希值H0~H7
• 将填充后的完整消息拆分为N个连续的512比特（64字节）独立块M0、M1...M(N-1)
• 逐个处理每个块：
  • 基于当前块生成专属的64个32位字列表W
  • 将当前的H0~H7拷贝到临时变量a~h作为压缩运算的初始值
  • 执行64轮压缩运算，每轮使用W中对应位置的字更新a~h
  • 将运算后的a~h按模2^32分别累加到原有的H0~H7上，作为下一个块处理的初始哈希值
• 所有块处理完成后，将H0~H7按顺序拼接为二进制串，再转成十六进制就是最终哈希值

2. 字列表生成规则 #

每个512比特的块都需要独立生成自己的64个32位字的W列表，不能跨块合并生成W，也不能复用其他块的W列表。

代码问题排查 #

你提供的代码存在3个核心问题，完全匹配你描述的“短消息正常、长消息错误”的故障特征：

1. 多块处理逻辑完全缺失
   当原始消息比特数≥448时，填充后总长度为1024比特，对应2个512比特块，你当前的代码直接把1024比特全部拆分到addtoW中，再补零到64个条目作为W列表，这是完全错误的。正确逻辑是将1024比特拆分为2个独立的512比特块，每个块单独拆分出16个32位初始字，再各自扩展为64个条目的W列表，分别执行两次压缩运算。
2. 消息长度编码不符合规范
   SHA256要求填充末尾的64比特是原始消息比特长度的大端无符号整数编码，你使用的format(len(self.convertToBytes), "08b").zfill(64)[0:64]逻辑仅在消息长度≤255比特时有效，长度超过255时编码结果错误。正确写法应为format(len(self.convertToBytes), '064b')，直接将长度转换为64位二进制，不足时左侧补零。
3. 填充起始逻辑存在隐患
   你代码中使用的self.add1未在片段中定义，按SHA256标准，填充的第一步是在原始消息比特串末尾追加1个比特1再补零，需确认self.add1是否等于self.convertToBytes + '1'，如果这一步错误所有填充结果都会出错。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者kibarekmek