1.简介
美国国家标准与技术学会和NSA开发了安全散列算法（Secure Hash Algorithm，SHA）。SHA可以处理长度在2642^{64}264以内的任何输入消息。SHA的输出是消息摘要，长度为160位（比MD5的消息摘要多32位）。SHA中的安全利用了两个特性，在计算上保证下列情况的不可行：
（1）根据消息摘要取得初始消息；
（2）寻找两个消息，产生相同消息摘要。
2.SHA工作原理
2.1 填充
和MD5一样，SHA的第一步是在初始消息末尾进行填充，使消息长度为512的倍数少64位。和MD5一样，填充总是增加，即使消息长度已经是比512的倍数少64。
2.2 添加长度
计算不包括填充的消息长度，用64位块加到填充后面。
2.3 将输入分为512位块
将输入分为512位块，这些块称为消息摘要处理逻辑的输入。
2.4 初始化链接变量
初始化5个链接变量A~ E，记住，MD5中为4个32位的链接变量，总长度为128位，中间结果和最终结果存放在这些链接变量构成的组合寄存器abcd中。SHA要产生的消息摘要为160位，因此要有5个链接变量，总长度为160位。SHA中变量A到D的值与MD5中相同，E初始化的C3 D2 E1 F0（十六进制）。
2.5 处理块
第一步：将链接变量A~ E复制到变量a~ e中，a~ e组合成寄存器abcde，存储中间结果和最终结果。
第二步：将当前512位块分解为16个子块，每个子块为32位。
第三步：SHA共4轮，每一轮20步。每一轮的3个输入为当前512位块、寄存器abcde和常量K[]，其中t为0~ 79。然后用SHA算法步骤更新寄存器abcde内容。另外，MD5中的t定义64个常量，而这里的K[]之定义4个常量，每一轮用一个。K[]的值如下表所示：
第四步：SHA共4轮，每轮20次迭代，共80次。一次SHA迭代的逻辑操作如下图所示：
一次SHA迭代的数学表示如下：
abcde=(e+ProcessP+S5(a)+W[]+k[]),a,S30(b),c,dabcde=(e+Process P +S^5(a)+W[]+k[]),a,S^{30}(b),c,dabcde=(e+ProcessP+S5(a)+W[]+k[]),a,S30(b),c,d
其中abcde位5个变量a、b、c、d、e构成的寄存器；Process P（处理P）位逻辑操作；StS^{t}St
将32位子块循环左移t位；W[]从当前32位子块求出的32位值；k[]为5个常量之一。
注意，它与MD5相似，只是有小改动，使SHA比MD5更复杂。下面介绍处理P和W[]的含义，下表显示了每一轮的SHA-1中的处理P：
W[t]的值计算如下：
对W的前16个字（t=0~15），输入消息子块M[t]的内容变成W[t]内容，即把输入消息M的前16块复制到W。W的其余值用下列方程求出：
W[t]=S1(W[t−16]XORW[t−14]XORW[t−8]XORT[t−3])W[t]=S^1(W[t-16]\quad XOR\quad W[t-14] \quad XOR\quad W[t-8] \quad XOR\quad T[t-3])W[t]=S1(W[t−16]XORW[t−14]XORW[t−8]XORT[t−3])
3.比较MD5与SHA-1
MD5与SHA-1都基于MD4算法，因此可以进行比较，两者的差别如下表所示：
4.SHA-1的安全性
NIST寻找了更安全的SHA版本，出现了如下版本：2002年，NIST在标准文档FIPS 1802中提供了另一个新的SHA版本，称为SHA-256、SHA-384和SHA-512，其后面的数字表示为消息摘要的长度（以位为单位），下表归纳了不同的SHA版本：
