HMAC即帶密鑰的HASH函數，用它產生的報文鑒別碼（MAC）可以實現報文鑒別 。這裡我將其做成一個軟件，用於對文件的合法性進行校驗。以下我先簡單介紹 軟件相關背景知識再介紹其代碼實現。
一、背景知識簡介
有時候 進行通信的雙方基於安全的考慮需要對對方發過來的消息進行校驗，以確定消息 是未經第三方修改過的。這種校驗可以這樣進行：
雙方共同約定一個密鑰（ 即一個密碼），這個密鑰是對第三方保密的；
消息的發方使用該密鑰對將發 送的消息產生一個校驗碼，並把該校驗碼附在消息後一起發出；
消息的接收 方在接收到附有校驗碼的消息後，將消息和校驗碼分開，用密鑰對該消息生成一 個校驗碼；
然後將兩個校驗碼相比較，如果相同的話則說明消息是未經第三 方修改的，如果不同的話說明消息很可能被非法修改過（當然也有可能是別的原 因使消息改變了）則該消息不可信，需要對方重發 ；
*其中，生成校驗碼的 算法一般采用HMAC，它保證了第三方在不知密鑰的情況下，不可能在修改消息後 可以同時修改校驗碼使之與修改後的消息匹配。
*在整個過程中消息是公 開的（未經加密的），算法只提供消息的完整性校驗而不提供保密性，保密性可 由公鑰加密算法現實，這裡不作討論。
二、軟件的實現
我做的該 軟件是可以對電腦磁盤上的任意一文件生成一校驗文件.vri（密鑰由用戶自己輸 入），根據該校驗文件可以在需要之時對相應的文件進行校驗。具體做法將在後 面的例子中給出。
程序中的HMAC算法的HASH函數我采用的是SHA-256算法 ，它比起MD5和SHA-1來要安全。（其實因為不是正式的安全產品，所以在本程序 中采用MD5或SHA-1也未嘗不可）。
*HMAC的結構如下圖所示：
圖一 HMAC的結構
圖中各符號定義如下：
IV =作為HASH函數輸入的 初始值
M =HMAC的消息輸入
Yi =M的第i個分組,0<=i<=(L- 1)
b =每一分組所含的位數
n =嵌入的HASH函數所產生的HASH碼長
K =密鑰
K+ =為使K為b位長而在K左邊填充0後所得的結果
ipad =0x36重復b/8次的結果
opad =0x5c重復b/8次的結果
對 於特定的HASH函數，b、n都是固定的，所以在程序的HMAC類中，n被定義為宏Mn ，b被定義為Mb，值分別為32和64。由於該結構的效率較低，不利於實用化。於 是有人提出了一個HMAC的高效實現方案。
*HMAC的有效實現方案如下：
圖二 HMAC的有效實現方案
其中的HASH即為SHA-256。
圖中左邊所示為 預計算，右邊為對每條消息的計算。在密鑰不變的情況下只需進行一次預計算， 以後在產生校驗碼時就只用到右邊的計算了。這樣就可以提高效率。
需 要說明的是，大家在閱讀我寫的HMAC的類可能會發現，在每次計算時都進行了左 右兩邊的計算（不論密鑰怎樣）。這是因為我考慮到個人用戶可能會不時地對密 鑰進行更換，並且應用場合也不對效率有特別的要求。當然這樣做並沒有體現出 HMAC有效實現方案的優點。
另外還有一點就是我對密鑰的填充是填充的 低位，即密鑰右邊，這和上述方案有不同（方案上說是要填充在高位，即左邊） ，在此說明，以使大家在看源代碼的時候不至於疑惑。
以上有效實現方 案在HMac類中現實，HASH函數sha-256在Sha256類中實現。由於這裡主要說的是 HMAC，sha-256只是作為一個黑盒子，所以不多解釋。
程序中的Mac類與 HAMC和HASH函數都無關，只是一個存放結果的介質，它甚至都沒有成員函數，我 也在考慮是不是可以不把它做成一個類。
為了便於讀者閱讀HMac類中的 各變量基本上采用圖二中的各標識符標識。
對於下面一段代碼讀者可能 會有疑惑，明明是該得到第一個預計算的結果，m_dwA1—m_dwH1是什麼呢 ？
for(i=0;i<Mb;i++)
S[i]=sKeyplus[i]^ipad[i];
m_sha256.Init(Mb);
m_sha256.GenW(S,Mb);
m_sha256.Steps ();
m_dwA1=m_sha256.OA;
m_dwB1=m_sha256.OB;
m_dwC1=m_sha256.OC;
m_dwD1=m_sha256.OD;
m_dwE1=m_sha256.OE;
m_dwF1=m_sha256.OF;
m_dwG1=m_sha256.OG;
m_dwH1=m_sha256.OH;
其實 m_dwA1—m_dwH1就是第一個預計算的輸出。這裡因為這個輸出有256位，於 是我把它拆成了8個32位。同理，第二個預計算的輸出為m_dwA2—m_dwH2。
此外，程序中關於文件拖放和文件保存打開的部分（包括串行化等）對 於初學者來說都是一個不錯的借鑒，當然高手就不需在意了。下面將給出一個例 子使讀者的認識感性化一點。
三、例子
我有一張非常重要的圖片 傳給你，如下：
圖三 例圖 VeriFileimg3
在傳這張圖的同時附上它的校驗文件 “important.vri”。（該校驗文件在源代碼壓縮包）
而你收 到的圖片如下：（它在傳送中在8,46處被非法的第三方修改了一個象素）
圖四 例圖VeriFileimg4
你用該軟件對其進行校驗可以如下操作：
運行該軟 件，打開important.vri（打開方式有兩種，你可以從菜單‘文件-打開 ’中打開，也可以直接把文件拖進程序窗口中。）
（第一次運行該 軟件後，程序會創建一個對vri文件的關聯，以後打開vri文件就能以雙擊vri文 件打開了。）；
將要校驗的文件拖入程序窗口中，在彈出的對話框中選否； 或者是從菜單‘校驗文件-驗證源文件’中打開；
然後程序要求輸 入校驗密鑰，這裡你和我約定的密鑰為gamsn，也就是輸入gamsn；
程序會計算源文件的校驗碼值，並告訴你結果；
由源文件生成校驗文件的操作也很簡 單，從菜單‘校驗文件-生成校驗文件’中選中你的源文件，然後在 彈出的對話框中輸入密鑰就可以了。提醒一下，密鑰最大有效長度為16字節，中 英文不限。生成的校驗文件都自動以vri為後綴名。
四、結束語
大概情況就是如此，大家有什麼問題或指正可以與我聯系，謝謝！
另外 如果諸君對HASH函數感興趣的話可以參考 William Stallings 的 Cryptography and Network Security Principles and Practices 一書第三版。該書不是編程方面的指南，而是密碼與網安方面的專業教材。它的中文版也譯得不錯，是一本 好書。
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