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title: python移位运算
date: 2018-10-12 19:55:22
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– PYTHON
python移位运算
密码算法程序设计实践选的SHA-1。
在写的过程中遇到一丢丢关于python移位的问题，记录一下。
SHA-1其中第一步需要填充消息。简单阐述一下sha1填充消息的过程：
如输入消息“123”，先转成ascii码——313233，消息长度为3*8=24。
即
00110001 00110010 00110011
然后填充一个1占1bit，再填充447-24bit个0。
10000000…00000000
最后64bit加上消息长度24的二进制0001 1000
二进制相当于是：
00110001 00110010 00110011 10000000…00000000 00011000
16进制表示
31323380 00000000…0018
python部分代码块：
M = input()
# 1byte=8bit,L为M字符串长度
L = 8 * len(M)
m=0
for ch in M:#遍历字符串M
m = m * (2 ** 8) + ord(ch)
# print(hex(m))#此时16进制的int类型m就是原始数据
#补位，使明文总长度为448(mod512)位
if L < 448:
m = m * 2 + 1 #补位
# 添加填充位
m = m * 2 ** (447 – L)
# 添加长度
m = m * 2 ** 64 + L
不只是python，对于移位运算都有：
左移：
运算规则：
按二进制形式把所有的数字向左移动对应位数，高位移出，低位补零。
在数字没有溢出的前提下，对于正数和负数，左移一位都相当于乘以2的1次方，左移n位就相当于乘以2的n次方。
乘以2**n 相当于向左移动n位数，高位移出0，右边低位的空位补零。
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))
输出结果：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，相当于取商，不要余数。不过有符号区别。
但同时注意运算符优先级的问题，
python中，优先级从高到低分别是：
**，～+-(按位翻转如～1，-1)，* / % //，+-(普通加减法)，<< >>….
虽然乘以2**n和<
之前sha1填充消息代码过程整理一下如下：
遍历过程：
L=24,m初值=为0
然后m左移8位，此时m不变仍然是00000000
再加上二进制31，此时m=00110001
m再次左移8位，低位补0，此时m=00110001 00000000
再加上二进制32，此时m=00110001 00110010
m再次左移8位，此时m=00110001 00110010 00000000
再加上二进制33，此时m=00110001 00110010 00110011
遍历结束。
补位过程：
如果L<448,即除了最后64bit消息长度，使得明文总长度为512bit。
m先左移1位，低位补0
m=00110001 00110010 00110011 0
补位一个1，m=00110001 00110010 00110011 1
添加填充位：m左移448-1-L长度的值，即447-L=423长度。
m=00110001 00110010 00110011 1000000…00000000(1后有423个0)
添加长度：m左移64bit，即
00110001 00110010 00110011 10000000…00000000
00000000 00000000 00000000 00000000 00000000
00000000 00000000 00000000
(1后有423+64个0，此时消息长度总共为24+423+1+64=512bit)
m加上二进制L=24，即00011000。
m=00110001 00110010 00110011 10000000…00000000
00000000 00000000 00000000 00000000 00000000
00000000 00000000 000011000
填充消息结束。
数学真的太神奇了！！(摸了摸凉凉的头顶
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