不使用hmac库实现RFC2104 SHA-1 HMAC遇测试向量不符问题

咱们来一步步拆解你代码里的问题，这些都是导致和RFC测试向量对不上的核心原因：

1. 错误的Block Size定义 #

你把SHA-1的blocksize设成了40，但这是SHA-1输出的十六进制字符长度（SHA-1原始输出是20字节，转十六进制是40个字符）。HMAC要求的blocksize是哈希函数的内部块大小，SHA-1的内部块大小是512位，也就是64字节。这个参数错了，整个HMAC的逻辑就完全跑偏了。

2. 字符串、字节、十六进制的混乱处理 #

HMAC是纯字节流的算法，你现在混合了字符串转十六进制、数字转字符串拼接等操作，完全破坏了字节级的运算逻辑：

• 你的toHex函数把输入字符串转成十六进制字符串，但这完全没必要——比如测试向量里的"Jefe"应该直接用原始字节b"Jefe"，而不是它的十六进制表示"4a656665"。
• 异或操作后你把结果转成字符串拼接（比如str(ord(key[i]) ^ val1)），这会把字节值（比如99）变成字符串"99"，而不是对应的字节b'\x63'，彻底打乱了后续哈希的输入结构。

3. Key填充逻辑错误 #

• 你写的pad函数在key左边补'0'字符串，但HMAC要求的是在key的末尾补0字节，直到长度达到blocksize。
• 当key长度超过blocksize时，你直接赋值key = hasher(key)，但如果key是字符串的话，哈希函数会报错；正确的做法是先把key转成字节，哈希后取原始字节结果（用digest()），而不是十六进制字符串（hexdigest()）。

4. 哈希函数硬编码+参数未使用 #

你在hmac函数里硬写了hasher = hashlib.sha1，完全忽略了传入的hashfunc参数，这样不管用户选SHA-256还是SHA-1，都只会用SHA-1，这也不符合你的功能设计。

修正后的完整代码 #

下面是修复所有问题后的代码，完全遵循RFC 2104的逻辑：

import hashlib

def hmac(key, message, hashfunc):
    # 根据选择的哈希函数获取对应的实现和参数
    if hashfunc == '1':  # SHA-1
        hasher = hashlib.sha1
        blocksize = 64  # SHA-1内部块大小：512位=64字节
    elif hashfunc == '0':  # SHA-256
        hasher = hashlib.sha256
        blocksize = 64  # SHA-256内部块大小同样是512位=64字节
    else:
        raise ValueError("Invalid hash selection - use 0 for SHA-256, 1 for SHA-1")

    # 统一把输入转成字节（如果是字符串的话）
    if isinstance(key, str):
        key = key.encode('utf-8')
    if isinstance(message, str):
        message = message.encode('utf-8')

    # 处理Key：长度超过blocksize则哈希缩短；不足则补0字节到blocksize
    if len(key) > blocksize:
        key = hasher(key).digest()
    elif len(key) < blocksize:
        key += b'\x00' * (blocksize - len(key))

    # 生成o_key_pad和i_key_pad：字节级异或操作
    o_key_pad = bytes(byte ^ 0x5c for byte in key)
    i_key_pad = bytes(byte ^ 0x36 for byte in key)

    # 计算内部哈希：i_key_pad拼接message，取原始字节结果
    inner_hash = hasher(i_key_pad + message).digest()
    # 计算最终哈希：o_key_pad拼接内部哈希，转十六进制输出
    final_hash = hasher(o_key_pad + inner_hash).hexdigest()
    print(final_hash)
    return final_hash

def main():
    while True:
        key = input("key = ")
        message = input("message = ")
        hash_choice = input("hash (0: SHA-256, 1: SHA-1) = ")
        try:
            hmac(key, message, hash_choice)
        except ValueError as e:
            print(e)

if __name__ == "__main__":
    main()

验证RFC测试向量 #

用RFC 2104里的测试用例验证：

Test Case 1
key = "Jefe"
message = "what do ya want for nothing?"
预期HMAC-SHA1结果：effcdf6ae5eb2fa2d27416d5f184df9c259a7c79

运行代码输入上述值，选1（SHA-1），会输出正确的结果。

另外关于你提到的维基伪代码里的output size参数：那个参数确实是冗余的，因为HMAC的输出长度就是哈希函数的输出长度，所以伪代码里没用到它，不用纠结这个。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Kodiak