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js实现keccak

2026-04-05 10:45:57JavaScript

Keccak 哈希算法简介

Keccak 是 SHA-3 标准的核心算法，采用海绵结构（Sponge Construction）设计，支持可变输出长度。以下是通过 JavaScript 实现 Keccak-256 的两种方法：

js实现keccak

方法 1：使用现成库 `js-sha3`

安装库：

js实现keccak

npm install js-sha3

代码实现：

const { keccak256 } = require('js-sha3');

const input = 'Hello, Keccak!';
const hash = keccak256(input);
console.log('Keccak-256 Hash:', hash);

方法 2：手动实现 Keccak-256

以下是简化版的 Keccak-256 核心逻辑（仅演示关键步骤）：

// 初始化常量
const KECCAK_ROUNDS = 24;
const KECCAK_LANES = 25; // 5x5 状态矩阵

// 轮常量 RC[i]
const RC = [
  0x1, 0x8082, 0x80000000, 0x8080000000000000, /* ...省略其他常量... */
];

// θ 步骤：扩散操作
function theta(state) {
  const C = new Array(5).fill(0);
  const D = new Array(5).fill(0);
  for (let x = 0; x < 5; x++) {
    C[x] = state[x] ^ state[x + 5] ^ state[x + 10] ^ state[x + 15] ^ state[x + 20];
  }
  for (let x = 0; x < 5; x++) {
    D[x] = C[(x + 4) % 5] ^ ((C[(x + 1) % 5] << 1) | (C[(x + 1) % 5] >>> 63));
  }
  for (let x = 0; x < 5; x++) {
    for (let y = 0; y < 5; y++) {
      state[x + 5 * y] ^= D[x];
    }
  }
  return state;
}

// ρ 和 π 步骤：位移与重排
function rhoPi(state) {
  const newState = new Array(KECCAK_LANES).fill(0);
  for (let x = 0; x < 5; x++) {
    for (let y = 0; y < 5; y++) {
      const t = ((2 * x + 3 * y) % 5) * 5 + x;
      newState[t] = (state[5 * y + x] << ((t * (t + 1)) / 2) % 64) | (state[5 * y + x] >>> (64 - ((t * (t + 1)) / 2) % 64));
    }
  }
  return newState;
}

// χ 步骤：非线性变换
function chi(state) {
  const newState = new Array(KECCAK_LANES).fill(0);
  for (let y = 0; y < 5; y++) {
    for (let x = 0; x < 5; x++) {
      newState[5 * y + x] = state[5 * y + x] ^ ((~state[5 * y + (x + 1) % 5]) & state[5 * y + (x + 2) % 5]);
    }
  }
  return newState;
}

// ι 步骤：轮常量异或
function iota(state, round) {
  state[0] ^= RC[round];
  return state;
}

// Keccak-f 函数
function keccakF(state) {
  for (let round = 0; round < KECCAK_ROUNDS; round++) {
    state = theta(state);
    state = rhoPi(state);
    state = chi(state);
    state = iota(state, round);
  }
  return state;
}

// 完整调用示例（需补全填充和输出逻辑）