SHA-2

圖中的深藍色方塊是事先定義好的非線性函數。ABCDEFGH一開始分別是八個初始值，K是第t個密鑰，W是本區塊產生第t個word。原消息被切成固定長度的區塊，對每一個區塊，產生n個word（n視演演算法而定），通過重複運作循環n次對ABCDEFGH這八個工作區塊循環加密。最後一次循環所產生的八段字元串合起來即是此區塊對應到的散列字元串。若原消息包含數個區塊，則最後還要將這些區塊產生的散列字元串加以混合才能產生最後的散列字元串。

NIST發布了三個額外的SHA變體，這三個函數都將消息對應到更長的消息摘要。以它們的摘要長度（以比特計算）加在原名後面來命名：SHA-256，SHA-384和SHA-512。它們發佈於2001年的FIPS PUB 180-2草稿中，隨即通過審查和評論。包含SHA-1的FIPS PUB 180-2，於2002年以官方標準發布。2004年2月，發布了一次FIPS PUB 180-2的變更通知，加入了一個額外的變種SHA-224，這是為了匹配雙密鑰3DES所需的密鑰長度而定義。

SHA-256和SHA-512是很新的散列函數，前者以定義一個word為32位，後者則定義一個word為64位。它們分別使用了不同的偏移量，或用不同的常量，然而，實際上二者結構是相同的，只在循環運行的次數上有所差異。SHA-224以及SHA-384則是前述二種散列函數的截短版，利用不同的初始值做計算。

這些新的散列函數並沒有接受像SHA-1一樣的公眾密碼社區做詳細的檢驗，所以它們的密碼安全性還不被大家廣泛的信任。Gilbert和Handschuh在2003年曾對這些新變種作過一些研究，聲稱他們沒有找到弱點。

以下是SHA-256演演算法的偽代碼。注意，64個wordw[16..63]中的比特比起SHA-1演演算法，混合的程度大幅提升。

Note: All variables are unsigned 32 bits and wrap modulo 232 when calculating

Initialize variables

(first 32 bits of the fractional parts of the square roots of the first 8 primes 2..19):

h0:= 0x6a09e667

h1:= 0xbb67ae85

h2:= 0x3c6ef372

h3:= 0xa54ff53a

h4:= 0x510e527f

h5:= 0x9b05688c

h6:= 0x1f83d9ab

h7:= 0x5be0cd19

Initialize table of round constants

(first 32 bits of the fractional parts of the cube roots of the first 64 primes 2..311):

k[0..63]:= 0x428a2f98, 0x71374491, 0xb5c0fbcf, 0xe9b5dba5, 0x3956c25b, 0x59f111f1, 0x923f82a4, 0xab1c5ed5, 0xd807aa98, 0x12835b01, 0x243185be, 0x550c7dc3, 0x72be5d74, 0x80deb1fe, 0x9bdc06a7, 0xc19bf174, 0xe49b69c1, 0xefbe4786, 0x0fc19dc6, 0x240ca1cc, 0x2de92c6f, 0x4a7484aa, 0x5cb0a9dc, 0x76f988da, 0x983e5152, 0xa831c66d, 0xb00327c8, 0xbf597fc7, 0xc6e00bf3, 0xd5a79147, 0x06ca6351, 0x14292967, 0x27b70a85, 0x2e1b2138, 0x4d2c6dfc, 0x53380d13, 0x650a7354, 0x766a0abb, 0x81c2c92e, 0x92722c85, 0xa2bfe8a1, 0xa81a664b, 0xc24b8b70, 0xc76c51a3, 0xd192e819, 0xd6990624, 0xf40e3585, 0x106aa070, 0x19a4c116, 0x1e376c08, 0x2748774c, 0x34b0bcb5, 0x391c0cb3, 0x4ed8aa4a, 0x5b9cca4f, 0x682e6ff3, 0x748f82ee, 0x78a5636f, 0x84c87814, 0x8cc70208, 0x90befffa, 0xa4506ceb, 0xbef9a3f7, 0xc67178f2

Pre-processing:

append the bit '1' to the message

append k bits '0', where k is the minimum number >= 0 such that the resulting message

length (in bits) is congruent to 448(mod 512)

append length of message (before pre-processing), in bits, as 64-bit big-endian integer

Process the message in successive 512-bit chunks:

break message into 512-bit chunksfor each chunk

break chunk into sixteen 32-bit big-endian words w[0..15]

Extend the sixteen 32-bit words into sixty-four 32-bit words:

for i from 16 to 63

s0:= (w[i-15] rightrotate 7) xor (w[i-15] rightrotate 18) xor(w[i-15] rightshift 3)

s1:= (w[i-2] rightrotate 17) xor (w[i-2] rightrotate 19) xor(w[i-2] rightshift 10)

w[i]:= w[i-16] + s0 + w[i-7] + s1

Initialize hash value for this chunk:

a:= h0 b:= h1 c:= h2 d:= h3 e:= h4 f:= h5 g:= h6 h:= h7

Main loop:

for i from 0 to 63

s0:= (a rightrotate 2) xor (a rightrotate 13) xor(a rightrotate 22)

maj:= (a and b) xor (a and c) xor(b and c)

t2:= s0 + maj

s1:= (e rightrotate 6) xor (e rightrotate 11) xor(e rightrotate 25)

ch:= (e and f) xor ((not e) and g)

t1:= h + s1 + ch + k[i] + w[i]

h:= g g:= f f:= e e:= d + t1 d:= c c:= b b:= a a:= t1 + t2

Add this chunk's hash to result so far:

h0:= h0 + a h1:= h1 + b h2:= h2 + c h3:= h3 + d h4:= h4 + e h5:= h5 + f h6:= h6 + g h7:= h7 + h

Produce the final hash value (big-endian):digest = hash = h0 append h1 append h2 append h3 append h4 append h5 append h6 append h7

其中ch函數及maj函數可利用前述SHA-1的優化方式改寫。

SHA-224和SHA-256基本上是相同的，除了：

• h0到h7的初始值不同，以及

• SHA-224輸出時截掉h7的函數值。

SHA-512和SHA-256的結構相同，但：

• SHA-512所有的數字都是64位，

• SHA-512運行80次加密循環而非64次，

• SHA-512初始值和常量拉長成64位，以及

• 二者比特的偏移量和循環位移量不同。

SHA-384和SHA-512基本上是相同的，除了：

• h0到h7的初始值不同，以及

• SHA-384輸出時截掉h6和h7的函數值。