Hmac原理及cpp实现#

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HMAC(K, m) = H( (K' ⊕ opad) || H( (K' ⊕ ipad) || m ) )

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// HMAC-MD5
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// HMAC 常量
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static const size_t MD5_BLOCK_SIZE  = 64;   // B：MD5 块大小（字节）
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static const size_t MD5_DIGEST_SIZE = 16;   // MD5 输出长度（字节）
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//这里的md5就不说了，可以去看看我之前的博客。
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// 底层接口：H(data) -> out[16]，复用已有 MD5
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static void md5_raw(const uint8_t* data, size_t len,
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                    uint8_t out[MD5_DIGEST_SIZE]) {
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    MD5Context ctx;
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    md5Update(ctx, data, len);
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    md5Final(ctx, out);
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}
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// HMAC-MD5 核心
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//   key/keyLen   : 密钥
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//   data/dataLen : 消息
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//   out          : 输出 16 字节
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static void hmacMd5(const uint8_t* key, size_t keyLen,
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                    const uint8_t* data, size_t dataLen,
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                    uint8_t out[MD5_DIGEST_SIZE])
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{
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    // ---------- 1. 构造 K'（长度恰好 = B = 64）----------
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    uint8_t k[MD5_BLOCK_SIZE];
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    std::memset(k, 0, MD5_BLOCK_SIZE);   // 先全 0，天然实现"右侧补零"
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    if (keyLen > MD5_BLOCK_SIZE) {
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        // 密钥太长：K' = H(K)，结果只占前 16 字节，后面保持 0
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        md5_raw(key, keyLen, k);  //结果拷贝给k
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    } else {
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        // 密钥够短：直接拷贝到前面，剩余字节已经是 0
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        std::memcpy(k, key, keyLen);
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    }
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    // ---------- 2. 构造 ipad / opad ----------
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    uint8_t ipad[MD5_BLOCK_SIZE];
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    uint8_t opad[MD5_BLOCK_SIZE];
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    for (size_t i = 0; i < MD5_BLOCK_SIZE; i++) {
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        ipad[i] = (uint8_t)(k[i] ^ 0x36); //这里跳步骤了,ipad填充原本是0x363636······ 64个36，但是这里直接把k'异或ipad的值也就是结果值赋值给ipad，不是很严谨但是代码可行且节省内存。
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        opad[i] = (uint8_t)(k[i] ^ 0x5C);//这里也是同样跳步了。
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    }
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    // ---------- 3. 内层：inner = H((K'⊕ipad) || m) ----------
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    uint8_t inner[MD5_DIGEST_SIZE];
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    {
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        MD5Context ctx;
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        md5Update(ctx, ipad, MD5_BLOCK_SIZE); //这里的ipad其实是 (K' ⊕ ipad)
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        md5Update(ctx, data, dataLen); //同一个ctx上下文，作用就是拼接(K' ⊕ ipad) || m
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        md5Final(ctx, inner);
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    }
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    // ---------- 4. 外层：out = H((K'⊕opad) || inner) ----------
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    {
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        MD5Context ctx;
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        md5Update(ctx, opad, MD5_BLOCK_SIZE); //这里也是同理，就不说了。
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        md5Update(ctx, inner, MD5_DIGEST_SIZE);
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        md5Final(ctx, out);
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    }
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}
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// HMAC-MD5 便捷接口：字符串进，16 字节出
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static void hmacMd5(const std::string& key, const std::string& msg,
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                    uint8_t out[MD5_DIGEST_SIZE]) {
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    hmacMd5(reinterpret_cast<const uint8_t*>(key.data()), key.size(),
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            reinterpret_cast<const uint8_t*>(msg.data()), msg.size(),
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            out);
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}