golang siphash

Golang实现SipHash算法

在密码学中，哈希函数被广泛应用于数据的完整性验证、数字签名和密码学随机数生成等领域。SipHash是一种高性能哈希函数，特别适用于哈希表、消息认证码和流密码等场景。本文将介绍如何使用Golang来实现SipHash算法。

1. SipHash算法简介

SipHash是由Jean-Philippe Aumasson和Daniel J. Bernstein于2012年提出的一种安全高效的哈希函数。它的设计目标是抵抗针对哈希函数的现有攻击，同时保持较快的计算速度。

2. Golang实现SipHash

Golang作为一种高性能的编程语言，提供了强大的标准库和丰富的第三方库支持。下面是一个使用Golang实现SipHash的示例代码：

package main

import (
    "crypto/subtle"
    "encoding/binary"
)

func SipHash(key [16]byte, data []byte) uint64 {
    var v0 uint64 = 0x736f6d6570736575
    var v1 uint64 = 0x646f72616e646f6d
    var v2 uint64 = 0x6c7967656e657261
    var v3 uint64 = 0x7465646279746573
    var k0 = binary.LittleEndian.Uint64(key[0:8])
    var k1 = binary.LittleEndian.Uint64(key[8:16])
    var b uint64
    var m uint64
    var length = uint64(len(data))

    v3 ^= k1
    v2 ^= k0
    v1 ^= k1
    v0 ^= k0

    for i := 0; i < len(data)/8; i++ {
        m = binary.LittleEndian.Uint64(data[i*8 : i*8+8])

        v3 ^= m

        for j := 0; j < 2; j++ {
            sipRound()
        }
        v0 ^= m
    }

    switch len(data) % 8 {
    case 7:
        b ^= (uint64(data[(len(data)/8)*8+6])) << 48
        fallthrough
    case 6:
        b ^= (uint64(data[(len(data)/8)*8+5])) << 40
        fallthrough
    case 5:
        b ^= (uint64(data[(len(data)/8)*8+4])) << 32
        fallthrough
    case 4:
        b ^= (uint64(data[(len(data)/8)*8+3])) << 24
        fallthrough
    case 3:
        b ^= (uint64(data[(len(data)/8)*8+2])) << 16
        fallthrough
    case 2:
        b ^= (uint64(data[(len(data)/8)*8+1])) << 8
        fallthrough
    case 1:
        b ^= (uint64(data[(len(data)/8)*8]))
        case 0:
    }

    v3 ^= b

    for j := 0; j < 2; j++ {
        sipRound()
    }
    v0 ^= b

    v2 ^= 0xff

    for j := 0; j < 4; j++ {
        sipRound()
    }

    v0 ^= 0xff
    v2 ^= 0xff

    v1 ^= 0xee

    for j := 0; j < 4; j++ {
        sipRound()
    }

    h := v0 ^ v1 ^ v2 ^ v3

    return h
}

func sipRound() {
    v0 += v1
    v2 += v3
    v1 = rotateLeft(v1, 13)
    v3 = rotateLeft(v3, 16)
    v1 ^= v0
    v3 ^= v2
    v0 = rotateLeft(v0, 32)
    v2 += v1
    v0 += v3
    v1 = rotateLeft(v1, 17)
    v3 = rotateLeft(v3, 21)
    v1 ^= v2
    v3 ^= v0
    v2 = rotateLeft(v2, 32)
}

func rotateLeft(x uint64, b int) uint64 {
    return (x << b) | (x >> (64 - b))
}

3. 使用SipHash算法

将以上代码编译为可执行文件后，可以使用以下方式调用SipHash函数：

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    key := [16]byte{ /* SipHash key */ }
    data := []byte("Hello, SipHash!")

    hash := SipHash(key, data)

    fmt.Printf("SipHash value: %d\n", hash)
}

在上面的示例中，我们使用一个自定义的16字节密钥和一个字符串作为输入数据来计算SipHash值，并将结果打印出来。

4. 总结

本文介绍了如何使用Golang来实现SipHash算法。SipHash是一种高性能的哈希函数，通过对输入数据进行迭代的组合和运算，可以生成固定长度的哈希值。使用SipHash可以确保数据的完整性和安全性，特别适用于哈希表、消息认证码和流密码等场景。

参考资料：

• SipHash: a fast short-input PRF - https://131002.net/siphash/
• Golang官方文档 - https://golang.org/doc/

希望本文对你理解SipHash算法的原理和在Golang中的实现有所帮助！