Hash算法的设计与实现(基础)
一、目的
1、深入理解和掌握经典密码学算法中哈希算法的过程，及其在实现保密通讯中的应用；
2、深入理解和掌握经典密码学算法中哈希算法的综合应用，重点体现在MD5和SHA1的综合应用；
二、要求
设计和实现哈希算法，需要具备以下功能：
1. 采用hash算法（包括MD5及SHA-1两种）计算明文摘要；
2. 实现对相同或不同明文所产生摘要的差异比较。
3. 界面简洁、交互操作性强。
三、开发环境
开发环境：
Microsoft Windows 8.1 Pro With Update x64 On Boot Camp 5.1
MacBook Pro With Retina ME865CHA
Microsoft Visual Studio 2013 Ultimate Update 4 x86
初次测试环境：
Microsoft Windows 8.1 Pro With Update x64 On Boot Camp 5.1
MacBook Pro With Retina ME865CHA
最终测试环境：
Microsoft Windows 7 Professional Service Pack 1
Any Persoanl Computer
说明：本程序的编译软件环境由Win8.1Pro中的VS2013通过，硬件平台由MacBook Pro With Retina通过，在其他软件/硬件平台上未经过严格的测试，可能存在细微的差别。
四、原理
MD5：
对MD5算法简要的叙述可以为：MD5以512位分组来处理输入的信息，且每一分组又被划分为16个32位子分组，经过了一系列的处理后，算法的输出由四个32位分组组成，将这四个32位分组级联后将生成一个128位散列值。
第一步填充：如果输入信息的长度(bit)对512求余的结果不等于448，就需要填充使得对512求余的结果等于448。填充的方法是填充一个1和n个0。填充完后，信息的长度就为N*512+448(bit)。
第二步记录信息长度：用64位来存储填充前信息长度。这64位加在第一步结果的后面，这样信息长度就变为N*512+448+64=(N+1)*512位。
第三步装入标准的幻数（四个整数）：标准的幻数（物理顺序）是（A=(01234567)16，B=(89ABCDEF)16，C=(FEDCBA98)16，D=(76543210)16）。如果在程序中定义应该是（A=0X67452301L，B=0XEFCDAB89L，C=0X98BADCFEL，D=0X10325476L）。
第四步四轮循环运算：循环的次数是分组的个数（N+1）
1）将每一512字节细分成16个小组，每个小组64位（8个字节）
2）先认识四个线性函数(&是与,|是或,~是非,^是异或)
F(X,Y,Z)=(X&Y)|((~X)&Z)
G(X,Y,Z)=(X&Z)|(Y&(~Z))
H(X,Y,Z)=X^Y^Z
I(X,Y,Z)=Y^(X|(~Z))
3）设Mj表示消息的第j个子分组（从0到15），<< GG(a,b,c,d,Mj,s,ti)表示a=b+((a+G(b,c,d)+Mj+ti)<< HH(a,b,c,d,Mj,s,ti)表示a=b+((a+H(b,c,d)+Mj+ti)<< II(a,b,c,d,Mj,s,ti)表示a=b+((a+I(b,c,d)+Mj+ti)<< 第一轮 FF(a,b,c,d,M0,7,0xd76aa478）FF(d,a,b,c,M1,12,0xe8c7b756）FF(c,d,a,b,M2,17,0x242070db) FF(b,c,d,a,M3,22,0xc1bdceee) FF(a,b,c,d,M4,7,0xf57c0faf) FF(d,a,b,c,M5,12,0x4787c62a) FF(c,d,a,b,M6,17,0xa8304613）FF(b,c,d,a,M7,22,0xfd469501）FF(a,b,c,d,M8,7,0x698098d8）FF(d,a,b,c,M9,12,0x8b44f7af) FF(c,d,a,b,M10,17,0xffff5bb1）FF(b,c,d,a,M11,22,0x895cd7be) FF(a,b,c,d,M12,7,0x6b901122）FF(d,a,b,c,M13,12,0xfd987193）FF(c,d,a,b,M14,17,0xa679438e) FF(b,c,d,a,M15,22,0x49b40821）第二轮 GG(a,b,c,d,M1,5,0xf61e2562）GG(d,a,b,c,M6,9,0xc040b340）GG(c,d,a,b,M11,14,0x265e5a51）GG(b,c,d,a,M0,20,0xe9b6c7aa) GG(a,b,c,d,M5,5,0xd62f105d) GG(d,a,b,c,M10,9,0x02441453）GG(c,d,a,b,M15,14,0xd8a1e681）GG(b,c,d,a,M4,20,0xe7d3fbc8）GG(a,b,c,d,M9,5,0x21e1cde6）GG(d,a,b,c,M14,9,0xc33707d6）GG(c,d,a,b,M3,14,0xf4d50d87）GG(b,c,d,a,M8,20,0x455a14ed) GG(a,b,c,d,M13,5,0xa9e3e905）GG(d,a,b,c,M2,9,0xfcefa3f8） GG(c,d,a,b,M7,14,0x676f02d9）GG(b,c,d,a,M12,20,0x8d2a4c8a) 第三轮 HH(a,b,c,d,M5,4,0xfffa3942） HH(d,a,b,c,M8,11,0x8771f681）HH(c,d,a,b,M11,16,0x6d9d6122）HH(b,c,d,a,M14,23,0xfde5380c) HH(a,b,c,d,M1,4,0xa4beea44）HH(d,a,b,c,M4,11,0x4bdecfa9）HH(c,d,a,b,M7,16,0xf6bb4b60）HH(b,c,d,a,M10,23,0xbebfbc70）HH(a,b,c,d,M13,4,0x289b7ec6）HH(d,a,b,c,M0,11,0xeaa127fa) HH(c,d,a,b,M3,16,0xd4ef3085）HH(b,c,d,a,M6,23,0x04881d05）HH(a,b,c,d,M9,4,0xd9d4d039）HH(d,a,b,c,M12,11,0xe6db99e5）HH(c,d,a,b,M15,16,0x1fa27cf8）HH(b,c,d,a,M2,23,0xc4ac5665）第四轮 Ⅱ（a,b,c,d,M0,6,0xf4292244） Ⅱ（d,a,b,c,M7,10,0x432aff97） Ⅱ（c,d,a,b,M14,15,0xab9423a7） Ⅱ（b,c,d,a,M5,21,0xfc93a039） Ⅱ（a,b,c,d,M12,6,0x655b59c3） Ⅱ（d,a,b,c,M3,10,0x8f0ccc92） Ⅱ（c,d,a,b,M10,15,0xffeff47d) Ⅱ（b,c,d,a,M1,21,0x85845dd1） Ⅱ（a,b,c,d,M8,6,0x6fa87e4f) Ⅱ（d,a,b,c,M15,10,0xfe2ce6e0) Ⅱ（c,d,a,b,M6,15,0xa3014314） Ⅱ（b,c,d,a,M13,21,0x4e0811a1） Ⅱ（a,b,c,d,M4,6,0xf7537e82） Ⅱ（d,a,b,c,M11,10,0xbd3af235） Ⅱ（c,d,a,b,M2,15,0x2ad7d2bb) Ⅱ（b,c,d,a,M9,21,0xeb86d391） 5）所有这些完成之后，将A、B、C、D分别加上a、b、c、d。然后用下一分组数据继续运行算法，最后的输出是A、B、C和D的级联。 SHA1: 在SHA1算法中，我们必须把原始消息（字符串，文件等）转换成位字符串。SHA1算法只接受位作为输入。假设我们对字符串“abc”产生消息摘要。首先，我们将它转换成位字符串如下： 01100001 01100010 01100011 ――――――――――――― …a?=97…b?=98…c?=99 第一步补位：消息必须进行补位，以使其长度在对512取模以后的余数是448。也就是说，（补位后的消息长度）%512 = 448。即使长度已经满足对512取模后余数是448，补位也必须要进行。补位是这样进行的：先补一个1，然后再补0，直到长度满足对512取模后余数是448。总而言之，补位是至少补一位，最多补512位。还是以前面的“abc”为例显示补位的过程。 原始信息： 01100001 01100010 01100011 补位第一步：01100001 01100010 01100011 1 （补一个“1”） 补位第二步：01100001 01100010 01100011 10…..0（补423个“0”） 我们可以把最后补位完成后的数据用16进制写成下面的样子 61626380 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 现在，数据的长度是448了，我们可以进行下一步操作。 第二步补长度：所谓的补长度是将原始数据的长度补到已经进行了补位操作的消息后面。通常用一个64位的数据来表示原始消息的长度。如果消息长度不大于2^64，那么第一个字就是0。在进行了补长度的操作以后，整个消息就变成下面这样了（16进制格式） 61626380 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000018 如果原始的消息长度超过了512，我们需要将它补成512的倍数。然后我们把整个消息分成一个一个512位的数据块，分别处理每一个数据块，从而得到消息摘要。 第三步使用的常量： 一系列的常量字K(0), K(1), ... , K(79)，如果以16进制给出。它们如下： Kt = 0x5A827999 (0 <= t <= 19) Kt = 0x6ED9EBA1 (20 <= t <= 39) Kt = 0x8F1BBCDC (40 <= t <= 59) Kt = 0xCA62C1D6 (60 <= t <= 79). 第四步 1）需要使用的函数： 在SHA1中我们需要一系列的函数。每个函数ft (0 <= t <= 79)都操作32位字B，C，D并且产生32位字作为输出。ft(B,C,D)可以如下定义 ft(B,C,D) = (B AND C) or ((NOT B) AND D) ( 0 <= t <= 19) ft(B,C,D) = B XOR C XOR D (20 <= t <= 39) ft(B,C,D) = (B AND C) or (B AND D) or (C AND D) (40 <= t <= 59) ft(B,C,D) = B XOR C XOR D (60 <= t <= 79). 2）计算消息摘要 必须使用进行了补位和补长度后的消息来计算消息摘要。计算需要两个缓冲区，每个都由5个32位的字组成，还需要一个80个32位字的缓冲区。第一个5个字的缓冲区被标识为A，B，C，D，E。第一个5个字的缓冲区被标识为H0, H1, H2, H3, H4。80个字的缓冲区被标识为W0, W1,..., W79另外还需要一个一个字的TEMP缓冲区。 为了产生消息摘要，在第4部分中定义的16个字的数据块M1, M2,..., Mn会依次进行处理，处理每个数据块Mi 包含80个步骤。在处理每个数据块之前，缓冲区{Hi} 被初始化为下面的值（16进制）H0 = 0x67452301 H1 = 0xEFCDAB89 H2 = 0x98BADCFE H3 = 0x10325476 H4 = 0xC3D2E1F0. 现在开始处理M1, M2, ... , Mn。为了处理 Mi,需要进行下面的步骤 (1). 将 Mi 分成 16 个字 W0, W1, ... , W15, W0 是最左边的字 (2). 对于 t = 16 到 79 令 Wt = S1(Wt-3 XOR Wt-8 XOR Wt- 14 XOR Wt-16). (3). 令 A = H0, B = H1, C = H2, D = H3, E = H4. (4) 对于 t = 0 到 79，执行下面的循环 TEMP = S5(A) + ft(B,C,D) + E + Wt + Kt; E = D; D = C; C = S30(B); B = A; A = TEMP; (5). 令 H0 = H0 + A, H1 = H1 + B, H2 = H2 + C, H3 = H3 + D, H4 = H4 + E. 在处理完所有的 Mn, 后，消息摘要是一个160位的字符串，以下面的顺序标识H0 H1 H2 H3 H4. 五、功能描述与模块划分 功能描述：采用hash算法（包括MD5及SHA-1两种）计算明文摘要。 模块划分：分为两大块及MD5部分和SHA1部分。 MD5： 四个线性函数： inline MD5::uint4 MD5::F(uint4 x, uint4 y, uint4 z) {return (x & y) | ((~x) & z);} 消息子分组表示循环左移s位： inline MD5::uint4 MD5::rotate_left(uint4 x, int n) {return (x << n) | (x >> (32-n));} 四轮运算： inline void MD5::FF(uint4 &a, uint4 b, uint4 c, uint4 d, uint4 x, uint4 s, uint4 ac) {a = rotate_left(a+ F(b,c,d) + x + ac, s) + b;} 初始化： void MD5::init() 将当前的有效信息的长度设成0，初始化链接变量 把字符形式的缓冲区中的数据copy到4字节的整数中（即以整数形式保存）： void MD5::decode(uint4 output[], const uint1 input[], size_type len) 将4字节的整数copy到字符形式的缓冲区中： void MD5::encode(uint1 output[], const uint4 input[], size_type len) 对512bits信息(即block缓冲区)进行一次处理，每次处理包括四轮： void MD5::transform(const uint1 block[blocksize]) 填充： void MD5::update(const unsigned char input[], size_type length) 返回十六进制表示的字符串： std::string MD5::hexdigest() const SHA1: 初始化： void SHA1::SHAInit() 补充长度： void SHA1::AddDataLen(int nDealDataLen) 轮运算： void SHA1::ProcessMessageBlock() 填充： void SHA1::PadMessage() 循环移位： unsigned SHA1::CircularShift(int bits, unsigned word) 六、核心代码 PartA-1:md5.h #ifndef BZF_MD5_H #define BZF_MD5_H #include #include class MD5 { public: typedef unsigned int size_type; MD5(); MD5(const std::string& text); void update(const unsigned char *buf, size_type length); void update(const char *buf, size_type length); MD5& finalize(); std::string hexdigest() const; std::string md5() const; friend std::ostream& operator<<(std::ostream&, MD5 md5); private: void init(); typedef unsigned char uint1; typedef unsigned int uint4; enum {blocksize = 64}; void transform(const uint1 block[blocksize]); static void decode(uint4 output[], const uint1 input[], size_type len); static void encode(uint1 output[], const uint4 input[], size_type len); bool finalized; uint1 buffer[blocksize]; uint4 count[2]; uint4 state[4]; uint1 digest[16]; static inline uint4 F(uint4 x, uint4 y, uint4 z); static inline uint4 G(uint4 x, uint4 y, uint4 z); static inline uint4 H(uint4 x, uint4 y, uint4 z); static inline uint4 I(uint4 x, uint4 y, uint4 z); static inline uint4 rotate_left(uint4 x, int n); static inline void FF(uint4 &a, uint4 b, uint4 c, uint4 d, uint4 x, uint4 s, uint4 ac); static inline void GG(uint4 &a, uint4 b, uint4 c, uint4 d, uint4 x, uint4 s, uint4 ac); static inline void HH(uint4 &a, uint4 b, uint4 c, uint4 d, uint4 x, uint4 s, uint4 ac); static inline void II(uint4 &a, uint4 b, uint4 c, uint4 d, uint4 x, uint4 s, uint4 ac); }; #endif PartA-2:md5.cpp #include "md5.h" #include #include using namespace std; #define S11 7 #define S12 12 #define S13 17 #define S14 22 #define S21 5 #define S22 9 #define S23 14 #define S24 20 #define S31 4 #define S32 11 #define S33 16 #define S34 23 #define S41 6 #define S42 10 #define S43 15 #define S44 21 inline MD5::uint4 MD5::F(uint4 x, uint4 y, uint4 z) {return (x & y) | ((~x) & z);} inline MD5::uint4 MD5::G(uint4 x, uint4 y, uint4 z) {return (x&z) | (y&~z);} inline MD5::uint4 MD5::H(uint4 x, uint4 y, uint4 z) {return x^y^z;} inline MD5::uint4 MD5::I(uint4 x, uint4 y, uint4 z) {return y ^ (x | ~z);} inline MD5::uint4 MD5::rotate_left(uint4 x, int n) {return (x << n) | (x >> (32-n));} inline void MD5::FF(uint4 &a, uint4 b, uint4 c, uint4 d, uint4 x, uint4 s, uint4 ac) {a = rotate_left(a+ F(b,c,d) + x + ac, s) + b;} inline void MD5::GG(uint4 &a, uint4 b, uint4 c, uint4 d, uint4 x, uint4 s, uint4 ac) {a = rotate_left(a + G(b,c,d) + x + ac, s) + b;} inline void MD5::HH(uint4 &a, uint4 b, uint4 c, uint4 d, uint4 x, uint4 s, uint4 ac) {a = rotate_left(a + H(b,c,d) + x + ac, s) + b;} inline void MD5::II(uint4 &a, uint4 b, uint4 c, uint4 d, uint4 x, uint4 s, uint4 ac) {a = rotate_left(a + I(b,c,d) + x + ac, s) + b;} MD5::MD5() {init();} MD5::MD5(const std::string &text) { init(); update(text.c_str(), text.length()); finalize(); } void MD5::init() { finalized=false; count[0] = 0; count[1] = 0; state[0] = 0x67452301; state[1] = 0xefcdab89; state[2] = 0x98badcfe; state[3] = 0x10325476; } void MD5::decode(uint4 output[], const uint1 input[], size_type len) { for (unsigned int i = 0, j = 0; j < len; i++, j += 4) output[i] = ((uint4)input[j]) | (((uint4)input[j+1]) << 8) | (((uint4)input[j+2]) << 16) | (((uint4)input[j+3]) << 24); } void MD5::encode(uint1 output[], const uint4 input[], size_type len) { for (size_type i = 0, j = 0; j < len; i++, j += 4) { output[j] = input[i] & 0xff; output[j+1] = (input[i] >> 8) & 0xff; output[j+2] = (input[i] >> 16) & 0xff; output[j+3] = (input[i] >> 24) & 0xff; } } void MD5::transform(const uint1 block[blocksize]) { uint4 a = state[0], b = state[1], c = state[2], d = state[3], x[16]; decode (x, block, blocksize); /* Round 1 */ FF (a, b, c, d, x[ 0], S11, 0xd76aa478); /* 1 */ FF (d, a, b, c, x[ 1], S12, 0xe8c7b756); /* 2 */ FF (c, d, a, b, x[ 2], S13, 0x242070db); /* 3 */ FF (b, c, d, a, x[ 3], S14, 0xc1bdceee); /* 4 */ FF (a, b, c, d, x[ 4], S11, 0xf57c0faf); /* 5 */ FF (d, a, b, c, x[ 5], S12, 0x4787c62a); /* 6 */ FF (c, d, a, b, x[ 6], S13, 0xa8304613); /* 7 */ FF (b, c, d, a, x[ 7], S14, 0xfd469501); /* 8 */ FF (a, b, c, d, x[ 8], S11, 0x698098d8); /* 9 */ FF (d, a, b, c, x[ 9], S12, 0x8b44f7af); /* 10 */ FF (c, d, a, b, x[10], S13, 0xffff5bb1); /* 11 */ FF (b, c, d, a, x[11], S14, 0x895cd7be); /* 12 */ FF (a, b, c, d, x[12], S11, 0x6b901122); /* 13 */ FF (d, a, b, c, x[13], S12, 0xfd987193); /* 14 */ FF (c, d, a, b, x[14], S13, 0xa679438e); /* 15 */ FF (b, c, d, a, x[15], S14, 0x49b40821); /* 16 */ /* Round 2 */ GG (a, b, c, d, x[ 1], S21, 0xf61e2562); /* 17 */ GG (d, a, b, c, x[ 6], S22, 0xc040b340); /* 18 */ GG (c, d, a, b, x[11], S23, 0x265e5a51); /* 19 */ GG (b, c, d, a, x[ 0], S24, 0xe9b6c7aa); /* 20 */ GG (a, b, c, d, x[ 5], S21, 0xd62f105d); /* 21 */ GG (d, a, b, c, x[10], S22, 0x2441453); /* 22 */ GG (c, d, a, b, x[15], S23, 0xd8a1e681); /* 23 */ GG (b, c, d, a, x[ 4], S24, 0xe7d3fbc8); /* 24 */ GG (a, b, c, d, x[ 9], S21, 0x21e1cde6); /* 25 */ GG (d, a, b, c, x[14], S22, 0xc33707d6); /* 26 */ GG (c, d, a, b, x[ 3], S23, 0xf4d50d87); /* 27 */ GG (b, c, d, a, x[ 8], S24, 0x455a14ed); /* 28 */ GG (a, b, c, d, x[13], S21, 0xa9e3e905); /* 29 */ GG (d, a, b, c, x[ 2], S22, 0xfcefa3f8); /* 30 */ GG (c, d, a, b, x[ 7], S23, 0x676f02d9); /* 31 */ GG (b, c, d, a, x[12], S24, 0x8d2a4c8a); /* 32 */ /* Round 3 */ HH (a, b, c, d, x[ 5], S31, 0xfffa3942); /* 33 */ HH (d, a, b, c, x[ 8], S32, 0x8771f681); /* 34 */ HH (c, d, a, b, x[11], S33, 0x6d9d6122); /* 35 */ HH (b, c, d, a, x[14], S34, 0xfde5380c); /* 36 */ HH (a, b, c, d, x[ 1], S31, 0xa4beea44); /* 37 */ HH (d, a, b, c, x[ 4], S32, 0x4bdecfa9); /* 38 */ HH (c, d, a, b, x[ 7], S33, 0xf6bb4b60); /* 39 */ HH (b, c, d, a, x[10], S34, 0xbebfbc70); /* 40 */ HH (a, b, c, d, x[13], S31, 0x289b7ec6); /* 41 */ HH (d, a, b, c, x[ 0], S32, 0xeaa127fa); /* 42 */ HH (c, d, a, b, x[ 3], S33, 0xd4ef3085); /* 43 */ HH (b, c, d, a, x[ 6], S34, 0x4881d05); /* 44 */ HH (a, b, c, d, x[ 9], S31, 0xd9d4d039); /* 45 */ HH (d, a, b, c, x[12], S32, 0xe6db99e5); /* 46 */ HH (c, d, a, b, x[15], S33, 0x1fa27cf8); /* 47 */ HH (b, c, d, a, x[ 2], S34, 0xc4ac5665); /* 48 */ /* Round 4 */ II (a, b, c, d, x[ 0], S41, 0xf4292244); /* 49 */ II (d, a, b, c, x[ 7], S42, 0x432aff97); /* 50 */ II (c, d, a, b, x[14], S43, 0xab9423a7); /* 51 */ II (b, c, d, a, x[ 5], S44, 0xfc93a039); /* 52 */ II (a, b, c, d, x[12], S41, 0x655b59c3); /* 53 */ II (d, a, b, c, x[ 3], S42, 0x8f0ccc92); /* 54 */ II (c, d, a, b, x[10], S43, 0xffeff47d); /* 55 */ II (b, c, d, a, x[ 1], S44, 0x85845dd1); /* 56 */ II (a, b, c, d, x[ 8], S41, 0x6fa87e4f); /* 57 */ II (d, a, b, c, x[15], S42, 0xfe2ce6e0); /* 58 */ II (c, d, a, b, x[ 6], S43, 0xa3014314); /* 59 */ II (b, c, d, a, x[13], S44, 0x4e0811a1); /* 60 */ II (a, b, c, d, x[ 4], S41, 0xf7537e82); /* 61 */ II (d, a, b, c, x[11], S42, 0xbd3af235); /* 62 */ II (c, d, a, b, x[ 2], S43, 0x2ad7d2bb); /* 63 */ II (b, c, d, a, x[ 9], S44, 0xeb86d391); /* 64 */ state[0] += a; state[1] += b; state[2] += c; state[3] += d; memset(x, 0, sizeof x); } void MD5::update(const unsigned char input[], size_type length) { size_type index = count[0] / 8 % blocksize; if ((count[0] += (length << 3)) < (length << 3)) count[1]++; count[1] += (length >> 29); size_type firstpart = 64 - index; size_type i; if (length >= firstpart) { memcpy(&buffer[index], input, firstpart); transform(buffer); for (i = firstpart; i + blocksize <= length; i += blocksize) transform(&input[i]); index = 0; } else i = 0; memcpy(&buffer[index], &input[i], length-i); } void MD5::update(const char input[], size_type length) { update((const unsigned char*)input, length); } MD5& MD5::finalize() { static unsigned char padding[64] = { 0x80, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 }; if (!finalized) { unsigned char bits[8]; encode(bits, count, 8); size_type index = count[0] / 8 % 64; size_type padLen = (index < 56) ? (56 - index) : (120 - index); update(padding, padLen); update(bits, 8); encode(digest, state, 16); memset(buffer, 0, sizeof buffer); memset(count, 0, sizeof count); finalized=true; } return *this; } std::string MD5::hexdigest() const { if (!finalized) return ""; char buf[33]; for (int i=0; i<16; i++) sprintf(buf+i*2, "%02x", digest[i]); buf[32]=0; return std::string(buf); } std::string MD5::md5() const { return hexdigest(); } std::ostream& operator<<(std::ostream& out, MD5 md5) { return out << md5.hexdigest(); } PartB-1:sha1.h #ifndef _SHA1_H_ #define _SHA1_H_ #include #include #include using namespace std; class SHA1 { public: SHA1(); virtual ~SHA1(); bool SHA_GO(const char *lpData_Input, char *lpSHACode_Output ); private: unsigned int H[5]; unsigned int Length_Low; unsigned int Length_High; unsigned char Message_Block[64]; int Message_Block_Index; private: void SHAInit(); void AddDataLen(int nDealDataLen); void ProcessMessageBlock(); void PadMessage(); inline unsigned CircularShift(int bits, unsigned word); }; #endif PartB-2:sha1.cpp #include "sha1.h" #include #include using namespace std; SHA1::SHA1() { SHAInit(); } SHA1::~SHA1() {} void SHA1::SHAInit() { Length_Low = 0; Length_High= 0; Message_Block_Index= 0; H[0] = 0x67452301; H[1] = 0xEFCDAB89; H[2] = 0x98BADCFE; H[3] = 0x10325476; H[4] = 0xC3D2E1F0; } bool SHA1::SHA_GO( const char *lpData_Input, char *lpSHACode_Output) { if (lpData_Input == NULL || lpSHACode_Output == NULL) return false; SHAInit(); int nInputLen = strlen(lpData_Input); int nDealDataLen = 0; for(int pos=0 ; pos<=nInputLen ; pos+=64) { if (nInputLen - pos >= 64) { nDealDataLen = 64; memset(Message_Block, 0, sizeof(Message_Block)); memcpy(Message_Block, lpData_Input + pos, nDealDataLen); AddDataLen(nDealDataLen); ProcessMessageBlock(); AddDataLen(0); } else { nDealDataLen = nInputLen - pos; memset(Message_Block, 0, sizeof(Message_Block)); memcpy(Message_Block, lpData_Input + pos, nDealDataLen); AddDataLen(nDealDataLen); PadMessage(); } } for (int i = 0; i < 5; i++) { sprintf(&(lpSHACode_Output[8*i]),"%08x", H[i]); } return true; } void SHA1::AddDataLen(int nDealDataLen) { Message_Block_Index = nDealDataLen; if ((Length_Low += ((unsigned int)nDealDataLen << 3)) < ((unsigned int)nDealDataLen << 3)) { Length_High++; } Length_High += ((unsigned int)nDealDataLen >> 29); } void SHA1::ProcessMessageBlock() { const unsigned K[] = {0x5A827999,0x6ED9EBA1, 0x8F1BBCDC, 0xCA62C1D6}; int t; unsigned temp; unsigned W[80]; unsigned A, B, C, D, E; for(t = 0; t < 16; t++) { W[t] = ((unsigned) Message_Block[t * 4]) << 24; W[t] |= ((unsigned) Message_Block[t * 4 + 1]) << 16; W[t] |= ((unsigned) Message_Block[t * 4 + 2]) << 8; W[t] |= ((unsigned) Message_Block[t * 4 + 3]); } for(t = 16; t < 80; t++) { W[t] = CircularShift(1,W[t-3] ^ W[t-8] ^ W[t-14] ^ W[t-16]); } A = H[0]; B = H[1]; C = H[2]; D = H[3]; E = H[4]; for(t = 0; t < 20; t++) { temp = CircularShift(5,A) + ((B & C) | ((~B) & D)) + E + W[t] + K[0]; temp &= 0xFFFFFFFF; E = D; D = C; C = CircularShift(30,B); B = A; A = temp; } for(t = 20; t < 40; t++) { temp = CircularShift(5,A) + (B ^ C ^ D) + E + W[t] + K[1]; temp &= 0xFFFFFFFF; E = D; D = C; C = CircularShift(30,B); B = A; A = temp; } for(t = 40; t < 60; t++) { temp = CircularShift(5,A) + ((B & C) | (B & D) | (C & D)) + E + W[t] + K[2]; temp &= 0xFFFFFFFF; E = D; D = C; C = CircularShift(30,B); B = A; A = temp; } for(t = 60; t < 80; t++) { temp = CircularShift(5,A) + (B ^ C ^ D) + E + W[t] + K[3]; temp &= 0xFFFFFFFF; E = D; D = C; C = CircularShift(30,B); B = A; A = temp; } H[0] = (H[0] + A) & 0xFFFFFFFF; H[1] = (H[1] + B) & 0xFFFFFFFF; H[2] = (H[2] + C) & 0xFFFFFFFF; H[3] = (H[3] + D) & 0xFFFFFFFF; H[4] = (H[4] + E) & 0xFFFFFFFF; } void SHA1::PadMessage() { if (Message_Block_Index > 55) { Message_Block[Message_Block_Index++] = 0x80; while(Message_Block_Index < 64) { Message_Block[Message_Block_Index++] = 0; } ProcessMessageBlock(); while(Message_Block_Index < 56) { Message_Block[Message_Block_Index++] = 0; } } else { Message_Block[Message_Block_Index++] = 0x80; while(Message_Block_Index < 56) { Message_Block[Message_Block_Index++] = 0; } } Message_Block[56] = (Length_High >> 24) & 0xFF; Message_Block[57] = (Length_High >> 16) & 0xFF; Message_Block[58] = (Length_High >> 8) & 0xFF; Message_Block[59] = (Length_High) & 0xFF; Message_Block[60] = (Length_Low >> 24) & 0xFF; Message_Block[61] = (Length_Low >> 16) & 0xFF; Message_Block[62] = (Length_Low >> 8) & 0xFF; Message_Block[63] = (Length_Low) & 0xFF; ProcessMessageBlock(); } unsigned SHA1::CircularShift(int bits, unsigned word) { return ((word << bits) & 0xFFFFFFFF) | ((word & 0xFFFFFFFF) >> (32-bits)); } PartC-1:Hash.cpp #include #include #include using namespace std; #include "md5.h" #include "sha1.h" int main(int argc, char *argv[]) { cout<<">>>>>>>>--------------------- 欢迎使用-----------------------<<<<<<<<"< cout<<">>>>>>>>---------- 本程序包括MD5及SHA1两种哈希算法-----------<<<<<<<<"< cout<<">>>>>>>>--- 您在输入消息后即可得到这两种算法产生的消息摘要---<<<<<<<<"< char flag; char SHABuffer[41]; string s; L: cout<<"请您输入要产生摘要的消息:"; cin>>s; cout< const char *b=s.c_str(); SHA1 SHA; SHA.SHA_GO(b,SHABuffer); cout< cout<<"继续摘要别的消息请输入1，退出请按其他任意键"< cin>>flag; switch(flag) { case'1': goto L; default: break; } cout<<">>>>>>>>-------- 感谢使用。希望能对您有帮助。祝顺利！--------<<<<<<<<"< return 0; } 七、结果 由测试结果可以发现，我们通过对摘要信息进行加密可以发现，摘要的消息（明文）发生了非常细微的变化，但是加密结果却有非常大的变化，这里很清晰的体现了雪崩效应。 八、体会 Hash算法是把任意长度的输入数据经过算法压缩，输出一个尺寸小了很多的固定长度的数据，即哈希值。哈希值也称为输入数据的数字指纹（Digital Fingerprint）或消息摘要（Message Digest）等。Hash函数具备以下的性质： 1、给定输入数据，很容易计算出它的哈希值； 2、反过来，给定哈希值，倒推出输入数据则很难，数学计算上一般不可行。这就是哈希函数的单向性，在技术上称为抗原像攻击性； 3、给定哈希值，想要找出能够产生同样的哈希值的两个不同的输入数据，（这种情况称为碰撞Collision），这很难，计算上不可行，在技术上称为抗碰撞攻击性； 4、哈希值不表达任何关于输入数据的信息。 MD5算法具有以下特点： 1、压缩性：任意长度的数据，算出的MD5值长度都是固定的。 2、容易计算：从原数据计算出MD5值很容易。 3、抗修改性：对原数据进行任何改动，哪怕只修改1个字节，所得到的MD5值都有很大区别。 4、弱抗碰撞：已知原数据和其MD5值，想找到一个具有相同MD5值的数据（即伪造数据）是非常困难的。 5、强抗碰撞：想找到两个不同的数据，使它们具有相同的MD5值，是非常困难的。 MD5与SHA1都是Hash算法，MD5输出是128位的，SHA1输出是160位的，速度上来说MD5比SHA1快，但是SHA1比MD5强度高。 计算机算法领域 基本知识 Hash，一般翻译做“散列”，也有直接音译为”哈希“的，就是把任意长度的输入（又叫做预映射，pre-image），通过散列算法，变换成固定长度的输出，该输出就是散列值。这种转换是一种压缩映射，也就是，散列值的空间通常远小于输入的空间，不同的输入可能会散列成相同的输出，而不可能从散列值来唯一的确定输入值。简单的说就是一种将任意长度的消息压缩到某一固定长度的消息摘要的函数。 HASH主要用于信息安全领域中加密算法，他把一些不同长度的信息转化成杂乱的128位的编码里,叫做HASH值. 也可以说，hash就是找到一种数据内容和数据存放地址之间的映射关系 基本概念 * 若结构中存在关键字和K相等的记录，则必定在f(K)的存储位置上。由此，不需比较便可直接取得所查记录。称这个对应关系f为散列函数(Hash function)，按这个思想建立的表为散列表。 * 对不同的关键字可能得到同一散列地址，即key1≠key2，而f(key1)=f(key2)，这种现象称冲突。具有相同函数值的关键字对该散列函数来说称做同义词。综上所述，根据散列函数H(key)和处理冲突的方法将一组关键字映象到一个有限的连续的地址集（区间）上，并以关键字在地址集中的“象” 作为记录在表中的存储位置，这种表便称为散列表，这一映象过程称为散列造表或散列，所得的存储位置称散列地址。 * 若对于关键字集合中的任一个关键字，经散列函数映象到地址集合中任何一个地址的概率是相等的，则称此类散列函数为均匀散列函数(Uniform Hash function)，这就是使关键字经过散列函数得到一个“随机的地址”，从而减少冲突。 常用的构造散列函数的方法 散列函数能使对一个数据序列的访问过程更加迅速有效，通过散列函数，数据元素将被更快地定位ǐ 1. 直接寻址法：取关键字或关键字的某个线性函数值为散列地址。即H(key)=key或H(key) = a?key + b，其中a和b为常数（这种散列函数叫做自身函数） 2. 数字分析法 3. 平方取中法 4. 折叠法 5. 随机数法 6. 除留余数法：取关键字被某个不大于散列表表长m的数p除后所得的余数为散列地址。即H(key) = key MOD p, p<=m。不仅可以对关键字直接取模，也可在折叠、平方取中等运算之后取模。对p的选择很重要，一般取素数或m，若p选的不好，容易产生同义词。 处理冲突的方法 1. 开放寻址法；Hi=(H(key) + di) MOD m, i=1,2,…, k(k<=m-1)，其中H(key)为散列函数，m为散列表长，di为增量序列，可有下列三种取法： 1. di=1,2,3,…, m-1，称线性探测再散列； 2. di=1^2, (-1)^2, 2^2,(-2)^2, (3)^2, …, ±(k)^2,(k<=m/2)称二次探测再散列; 《算法与程序设计》考前模拟题 1、下列选项中不是字符串常量的是 ( D ) A、”ab” B、”你好” C、”2006” D、1235 2、以下不属于算法基本特征的是（ D）。 A、可执行性 B、确定性 C、有穷性 D、无限性 3、流程图是描述（B）的常用方式。 A、程序 B、算法 C、数据结构 D、计算规则 4、以下运算符中运算优先级最高的是（ D ） A、＋ B、－ C、>= D、* 5、结构化程序设计由顺序结构，选择结构和循环结构三种基本结构组成，其中某程序中 三个连续语句如下： a=1 b=2 c=b+a 它属于（A） A、顺序结构 B、选择结构 C、循环结构 D、其他三种都不是 6、在现实生活中，人工解题的过程一般分为：（ A ） A、理解分析问题->寻找解题方法->用工具计算->验证结果 B、寻找解题方法->理解分析问题->用工具计算->验证结果 C、用工具计算->验证结果->寻找解题方法->理解分析问题 D、用工具计算->验证结果->理解分析问题->寻找解题方法 7、一位同学想编程解决“韩信点兵”的问题，他制定的如下工作过程中，最恰当的是（C） A、设计算法，编写程序，提出问题，运行程序，得到答案 B、分析问题，编写程序，设计算法，运行程序，得到答案 C、分析问题，设计算法，编写程序，运行程序，得到答案 D、设计算法，提出问题，编写程序，运行程序，得到答案 8、一位爱好程序设计的同学，想通过程序设计解决“鸡兔同笼”的问题，他制定的如下工作过程中，更恰当的是（A）。 A、提出问题、设计算法、编写程序、得到答案 B、提出问题、编写程序、运行程序、得到答案 C、编写程序、设计算法、调试程序、得到答案 D、设计程序、提出问题、编写程序、运行程序 9、下列关于算法的特征描述不正确的是（C） A、有穷性：算法必须在有限步之内结束 B、确定性：算法的每一步必须有确切的含义 C、输入：算法必须至少有一个输入 D、输出：算法必须至少有一个输出 10．下面关于算法的说法错误的是（ B ）。 A．算法必须有输出B．算法就是程序 C．算法不一定有输入D．算法必须在有限步执行后能结束 11、下列哪一个不是用于程序设计的软件（C） A、BASIC B、C语言 C、Word D、Pascal 12、下列可以作为合法变量名的是（A） A、a7 B、7a C、a-3 D、8 13、流程图中表示判断框的是（B）。 Ａ、矩形框Ｂ、菱形框Ｃ、圆形框Ｄ、椭圆形框 14、由“上车—掏钱—投币”所描述的问题是（A）。 Ａ、无人售票车投币过程Ｂ、乘公交车过程Ｃ、上车过程Ｄ、下车过程 15、下列给出的赋值语句中正确的是（C）。 学习必备欢迎下载 第一课初识算法与程序设计 一、教学目标 1、知识与技能 （1）理解算法的概念，培养学生自我探索信息，高效获取信息的能力； （2）能初步利用算法解决简单的问题，培养学生的理论联系实际能力和动 手操作能力。 2、情感、态度、价值观 学生在学习过程中，通过亲身经历体验获得对此算法的感性认识，培养学 生自我获取信息、分析评价信息、、表达呈现信息的能力，进一步提高其信息素养。 二、教学重点难点 重点：算法概念的理解 难点：如何科学合理的选择和设计算法。 三、教学策略与手段 以趣味性问题设置情境，激发学生探索解决问题的兴趣，与学生进行互动 探讨，通过 Flash 演示材料，比较直观地把抽象的问题简单化，使学生的思考 逐步深入，从而总结出算法的概念，学会如何设计和选择算法，培养学生自主 探究学习的能力。 四、教学过程（ 1 课时） （一）我们来共同寻找下面一些生活中比较现实的问题的解决方法。 【问题一】天下真的有“不要钱的午餐”吗？ 某一餐馆门口海报上写着“不要钱的午餐”，规则如下：在三个月内，来 的顺序都坐一遍，以后来吃饭就可永远免费” 。于是有人想，这太容易了，每人每次坐不同的位置，吃五次不就行了？于是他就叫上自己的朋友参加这项活动，可是，吃了十次之后，还没有吃上免费午餐，这是怎么回事呢？ 学生们感觉非常有意思，很快以小组为单位进行热烈的讨论并得出了破解问题 的步骤：①第一个座位５个人都有坐的机会②第二个座位只有４个人中的任一 个有坐的机会（一个人不能同时坐两个座位）③第三个座位只有３个人中的任 一个有坐的机会④第四个座位只有２个人中的任一个有坐的机会⑤第五个座位 只有１个人有坐的机会⑥计算：５×４×３×２×１＝１２０⑦得出结论：需 要吃１２０次才有可能吃上免费午餐。 【问题二】有三个和尚和三个妖怪过河，只有一条能装下两个人的船，在河的 任何一方或者船上，如果妖怪的人数大于和尚的人数，那么和尚就会有被吃掉 的危险。你能不能找出一种安全的渡河方法呢？请写一写你的渡河方案。学 生：学生讨论回答。 〖展示步骤〗 ①两个妖怪先过河，一个妖怪回来； ②再两个妖怪过河，一个妖怪回来； ③两个和尚过河，一个妖怪和一个和尚回来； ④两个和尚过河，一个妖怪回来； ⑤两个妖怪过河，一个妖怪回来； ⑥两个妖怪过河。 【F lash 动画展示】通过讨论和动画展示，我们可以知道，计算机解决问题和 人解决问题一样需要有清晰的解题步骤。算法就是解决问题的程序或步骤。（二）【课件展示】算法的概念： 一致性哈希算法的应用及其优化 一．简单哈希算法 哈希（Hash）就是把任意长度的输入通过散列算法，变换成固定长度的输出，该输出就是散列值。这种转换是一种压缩映射，使得散列值的空间通常远小于输入的空间，不同的输入可能会散列成相同的输出，而不可能从散列值来唯一的确定输入值。哈希算法是一种消息摘要算法，虽然哈希算法不是一种加密算法，但由于其单向运算，具有一定的不可逆性使其成为加密算法中的一个重要构成部分。 二．分布式缓存问题 哈希算法除了在数据加密中的运用外，也可以用在常见的数据分布式技术中。哈希计算是通过求模运算来计算哈希值的，然后根据哈希值将数据映射到存储空间中。设有由N 个存储节点组成的存储空间，采用简单哈希计算将一个数据对象object 映射到存储空间上的公式为：Hash（object）% N。 现在假设有一个网站，最近发现随着流量增加，服务器压力越来越大，之前直接读写数据库的方式已经不能满足用户的访问，于是想引入Memcached作为缓存机制。现在一共有三台机器可以作为Memcached服务器，如下图1所示。 图1.三台memcached服务器 可以用简单哈希计算：h = Hash(key) % 3 ，其中Hash是一个从字符串到正整数的哈希映射函数，这样能够保证对相同key的访问会被发送到相同的服务器。现在如果我们将Memcached Server分别编号为0、1、2，那么就可以根据上式和key计算出服务器编号h，然后去访问。 但是，由于这样做只是采用了简单的求模运算，使得简单哈希计算存在很多不足： 1）增删节点时，更新效率低。当系统中存储节点数量发生增加或减少时，映射公式将发生变化为Hash(object)%(N±1)，这将使得所有object 的映射位置发生变化，整个系统数据对象的映射位置都需要重新进行计算，系统无法对外界访问进行正常响应，将导致系统处于崩溃状态。 2）平衡性差，未考虑节点性能差异。由于硬件性能的提升，新添加的节点具有更好的承载能力，如何对算法进行改进，使节点性能可以得到较好利用，也是亟待解决的一个问题。 3）单调性不足。衡量数据分布技术的一项重要指标是单调性，单调性是指如果已经有一些内容通过哈希计算分派到了相应的缓冲中，当又有新的缓冲加入到系统中时，哈希的结果应能够保证原有已分配的内容可以被映射到新的缓冲中去，而不会被映射到旧的缓冲集合中的其他缓冲区。 由上述分析可知，简单地采用模运算来计算object 的Hash值的算法显得过于简单，存在节点冲突，且难以满足单调性要求。 一、选择题 1、流程图是描述（）的常用方式。 A、程序 B、算法 C、数据结构 D、计算规则 2、下面不属于算法描述方式的是（）。 A、自然语言 B、伪代码 C、流程图 D、机器语言 3、以下运算符中运算优先级最高的是（）。 A、+ B、^ C、>= D、* 4、某程序中三个连续语句如下： a=1 b=2 c=b+a 它属于（） A、顺序结构 B、选择结构 C、循环结构 D、以上三种都不是 5、穷举法的适用范围是（） A、一切问题 B、解的个数极多的问题 C、解的个数有限且可一一列举 D、不适合设计算法 6、在现实生活中，人工解题的过程一般分为（） A、理解分析问题→寻找解题方法→用工具计算→验证结果 B、寻找解题方法→理解分析问题→用工具计算→验证结果 C、用工具计算→验证结果→寻找解题方法→理解分析问题 D、用工具计算→验证结果→理解分析问题→寻找解题方法 7、下列关于算法的特征描述不正确的是（） A、有穷性：算法必须在有限步之内结束 B、确定性：算法的每一步必须确切的定义 C、输入：算法必须至少有一个输入 D、输出：算法必须至少有一个输出 8、下列哪一个不是用于程序设计的软件（） A、BASIC B、C语言 C、Word D、Pascal 9、下列可以作为合作变量名的是（） A、a7 B、7a C、a-3 D、8 10、编程求1+2+3+........+1000的和，该题设计最适合使用的控制结构为（）。 A、顺序结构 B、分支结构 C、循环结构 D、选择结构 11、下列步骤不属于软件开发过程的是（） A、任务分析与系统设计 B、软件的销售 C、代码编写与测试 D、软件测试与维护12．以下程序段运行时，语句k=k+1 执行的次数为（）次。 k=-10 do k=k+1 loop while（until）k=0 A. 9 B. 10 C. 11 D. 12 13．已知x=6, y=5, 则以下运算结果为True 的是（） A．Not(x>y) B. (x<5)or(y>6) C. (x>=6)And(y>=5) D. Not(x>4) 14．模块化程序设计方法反映了结构化程序设计的（）基本思想。 A、自顶向下，逐步求精 B、面向对象 C、自定义函数、过程 D、可视化编程 15、一位同学想编程解决“韩信点兵”的问题，他制定的如下工作过程中，最恰当的是（） A、设计算法，编写程序，提出问题，运行程序，得到答案 2.3 选择结构第一课时教学设计 【教学内容】 （1）教材模块：《算法与程序设计》 （2）年级：高中一年级 （3）所用教材出版社：上海科技教育出版社 （4）所属的章节：第二章第三节 （5）课时数：2课时 【内容分析】 选择结构是VB程序设计三个基本结构之一。是学生学习VB程序入门，掌握程序语言的重要内容。 【教学目标】 知识1、掌握条件逻辑表达式的构成 2、掌握简单IF语句的格式及其含义 技能1、通过自主探究学习、编写程序，让学生掌握简单if语句 的语法格式和使用方法。 情感1、形成良好的程序程序书写格式。 2、学会自主学习和养成独立解决问题的能力。 【学生分析】 县级城市学生大部分来自农村，80%以上的学生在学校没有受到正规的计算机入门教育，大部分学生对编程一无所知，还有一部分学生英语基础特差，但通过一个学期的信息技术必修课学习后对电脑简单操作有一定认识，因为选择结构是程序设计基础中的一节重要内容，所以本节课分二个课时进行教学，第一课时主要讲IF语句的简单结构和标准结构，第二课时讲多重分支与多重选择语句。 【教学重点和难点】 重点：简单选择结构和标准选择结构的语法和逻辑运算。 难点：选择结构算法的实现。 【教学策略设计】 【教学过程设计】 1．教学过程 教学环节教师活动学生活动设计意图 导入新课5分钟 活动1：给出特定关键词“小学生、 公共汽车”，要求学生用“如果…… 就……”句型造句； 活动2：要求学生用以上关键词，使 用“如果……就……否则就……”句型造 句； 活动3：由于现在公共汽车都是无人 售票，公交公司想要设计一款自动检票的 设备，该设备能够自动测出身高并确定是 否需要买票。假定机器自动测出乘客的身 高为H，请大家想想计算机该怎么判断乘 客需要买什么票？用你自己的语言说出 判断过程。并试着翻译成英语。 学生思考并积 极回答 大部分学生会 造句：如果小 学生身高小于 1.2米,就不用 买票. 如果H<1.2米 就不用买票, 否则就要买 票. 通过使用学生熟 悉的常识，引起学生积 极思考，激发学生学习 兴趣，想像力和继续探 讨的热情和期待。 新课教学20分钟 1.师生一起画出活动3的流程图 2.探究学习:写出该程序 学生自己看书学习IF语句的语法 并试着写出该程序 3.展示部分学生作品并小结IF语句 的简单格式。（有的同学可能用简单格式 有的可能用标准格式，这里一起讲评） 4.完善作品 （提醒学生程序的书写格式） 5.小结IF语句语法格式 1）、IF 条件 THAN 语句块 END IF 2）、IF 条件 THAN 语句块1 ELSE 语句块2 END IF 学生一起画 学生自学教材 并试着写出程 序 找两位做得最 好的同学上台 讲解他的程序 并介绍选择实 现的方法 未做完的或程 序有错误的同 学进一步完善 作品，已经完 成的同学作为 小老师指导其 他同学。 请两位同学上 台小结IF语句 的格式。 在学生使用“如 果……就……否则 就……”造句，并翻译 成英语的基础上学生 很快会形成“IF…… THEN……ELSE……”概 念，通过自己学习教材 的IF语句语法格式从 而将模糊的想法转化 成严格的程序语句定 义，再通过程序实践、 老师点评、小结和自己 改正、完善作品从而内 化为自己的知识。 课堂任务1、书64页课本例题填空。全部学生必须 完成 通过二个任务强化IF语句的练习，并 单向散列函数算法（Hash算法）： 一种将任意长度的消息压缩到某一固定长度（消息摘要）的函数（过程不可逆），常见的单向散列算法有MD5,SHA.RIPE-MD,HAVAL,N-Hash 由于Hash函数的为不可逆算法，所以软件智能使用Hash函数作为一个加密的中间步骤 MD5算法： 即为消息摘要算法（Message Digest Algorithm），对输入的任意长度的消息进行预算，产生一个128位的消息摘要 简易过程： 1、数据填充..即填出消息使得其长度与448（mod 512）同余，也就是说长度比512要小64位（为什么数据长度本身已经满足却仍然需要填充？直接填充一个整数倍） 填充方法是附一个1在后面，然后用0来填充.. 2、添加长度..在上述结果之后附加64位的消息长度，使得最终消息的长度正好是512的倍数.. 3、初始化变量..用到4个变量来计算消息长度（即4轮运算），设4个变量分别为A,B,C,D（全部为32位寄存器）A=1234567H,B=89abcdefH,C=fedcba98H,D=7654321H 4、数据处理..首先进行分组，以512位为一个单位，以单位来处理消息.. 首先定义4个辅助函数，以3个32为双字作为输入，输出一个32为双字 F(X,Y,Z)=(X&Y)|((~X)&Z) G(X,Y,Z)=(X&Z)|(Y&(~Z)) H(X,Y,Z)=X^Y^Z I(X,Y,Z)=Y^(X|(~Z)) 其中，^是异或操作 这4轮变换是对进入主循环的512为消息分组的16个32位字分别进行如下操作： （重点）将A,B,C,D的副本a,b,c,d中的3个经F,G,H,I运算后的结果与第四个相加，再加上32位字和一个32位字的加法常数（所用的加法常数由这样一张表T[i]定义，期中i为1至64之中的值，T[i]等于4294967296乘以abs(sin(i))所得结果的整数部分）（什么是加法常数），并将所得之值循环左移若干位（若干位是随机的？？），最后将所得结果加上a,b,c,d之一（这个之一也是随机的？）（一轮运算中这个之一是有规律的递增的..如下运算式），并回送至A,B,C,D，由此完成一次循环。（这个循环式对4个变量值进行计算还是对数据进行变换？？） For i=0 to N/16 do For j=0 to 15 do Set X[i] to M[i*16+j] End AA = A BB=B CC=C DD=D //第一轮，令[ABCD K S I]表示下面的操作： //A=B+((A+F(B,C,D)+X[K]+T[I])<< 《算法与程序设计》试题 学校：_____________ 班级：____________ 学号：____________ 姓名：____________ 一、单选题（每小题3分，20小题，共60分） 1、用计算机解决问题时，首先应该确定程序“做什么？”，然后再确定程序“如何做？”请问“如何做？”是属于用计算机解决问题的哪一个步骤？（） A、分析问题 B、设计算法 C、编写程序 D、调试程序 2、在调试程序过程中，下列哪一种错误是计算机检查不出来的？（） A、编译错误 B、执行错误 C、逻辑错误 D、任何错误计算机都能检查出来 3、下列关于算法的叙述中，错误的是（） A、一个算法至少有一个输入和一个输出 B、算法的每一个步骤必须确切地定义 C、一个算法在执行有穷步之后必须结束 D、算法中有待执行的运算和操作必须是相当基本的。 4、流程图中表示判断的是（）。 Ａ、矩形框Ｂ、菱形框Ｃ、圆形框Ｄ、椭圆形框 5、任何复杂的算法都可以用三种基本结构组成，下列不属于基本结构的是（） A、顺序结构 B、选择结构 C、层次结构 D、循环结构 6、能够被计算机直接识别的语言是（） A、伪代码 B、高级语言 C、机器语言 D、汇编语言 7、在VB语言中，下列数据中合法的长整型常量是（） A、08A B、2380836E C、88.12345 D、1.2345E6 8、求Mid(“ABCDEFG”,3,2)的结果是（） A、“ABC” B、“CD” C、“ABCDEF” D、“BCD” 9、表达式 A+B+C 第一课初识算法与程序设计 一、教学目标 1、知识与技能 （1）理解算法的概念，培养学生自我探索信息，高效获取信息的能力； （2）能初步利用算法解决简单的问题，培养学生的理论联系实际能力和动手操作能力。 2、情感、态度、价值观 学生在学习过程中，通过亲身经历体验获得对此算法的感性认识，培养学生自我获取信息、分析评 价信息、、表达呈现信息的能力，进一步提高其信息素养。 二、教学重点难点 重点：算法概念的理解 难点：如何科学合理的选择和设计算法。 三、教学策略与手段 以趣味性问题设置情境，激发学生探索解决问题的兴趣，与学生进行互动探讨，通过Flash演示材 料，比较直观地把抽象的问题简单化，使学生的思考逐步深入，从而总结出 算法的概念，学会如何设计 和选择算法，培养学生自主探究学习的能力。 四、教学过程（1课时） （一）我们来共同寻找下面一些生活中比较现实的问题的解决方法。 【问题一】天下真的有“不要钱的午餐”吗？ 某一餐馆门口海报上写着“不要钱的午餐”，规则如下：在三个月内，来宾必须凑够五个人，五人 每次来就餐必须按照不同的顺序坐，直到把所有可能的顺序都坐一遍，以后来吃饭就可永远免费” 。于 是有人想，这太容易了，每人每次坐不同的位置，吃五次不就行了？于是他就叫上自己的朋友参加这项 活动，可是，吃了十次之后，还没有吃上免费午餐，这是怎么回事呢？ 学生们感觉非常有意思，很快以小组为单位进行热烈的讨论并得出了破解问题的步骤：①第一个座位５ 个人都有坐的机会②第二个座位只有４个人中的任一个有坐的机会（一个人不能同时坐两个座位）③第 三个座位只有３个人中的任一个有坐的机会④第四个座位只有２个人中的任一个有坐的机会⑤第五个座 位只有１个人有坐的机会⑥计算：５×４×３×２×１＝１２０⑦得出结论：需要吃１２０次才有可能 算法与程序设计思想 【基本信息】 【课标要求】 （一）利用计算机解决问题的基本过程 （1）结合实例，经历分析问题、确定算法、编程求解等用计算机解决问题的基本过程，认识算法和程序设计在其中的地位和作用。 （2）经历用自然语言、流程图或伪代码等方法描述算法的过程。 （4）了解程序设计语言、编辑程序、编译程序、连接程序以及程序开发环境等基本知识。 【学情分析】 高一年级的学生已具备了一定的观察、思考、分析和解决问题能力，也已有了顺序结构、分支结构、循环结构等知识的储备。因此，对于如何将解决问题的思路画成流程图已有一定的基础，但可能还不很熟练，尤其对刚学过的循环结构，教师在课堂上要注意引导。 『此处说“已有了顺序结构、分支结构、循环结构等知识的储备”，应该是指在必修部分对“计算机解决实际问题的基本过程”已有所体验与了解，或是指已学习过数学中相关模块的知识，这是本案例教学得以实施的必不可少的前提条件。』 【教学目标】 1.知识与技能： 建立求一批数据中最大值的算法设计思想，并将算法的设计思想用流程图表示出来。 2.过程与方法： 利用现实生活中比较身高的活动，以及对武术比赛中“打擂台”流程的逐步梳理，让学生学会从此类生活实际中提炼出求最大值的思想方法，即算法思想。 培养学生分析问题、解决问题的能力，让学生学会在面对问题时能梳理出解决问题的清晰思路，进而设计出解决某个特定问题的有限步骤，从而理解计算机是如何解决、处理某种问题的。 『在过程上，通过现实生活中的实例来引导学生总结“求最大值”的算法思想。过程的实现关键在于实例引用是否贴切，是否有利于学生向抽象结论的构建。本案例的实例选择是符合这一要求的。在方法上，注重培养学生分析、解决问题的一般能力，再次体验与理解应用计算机解决问题的基本过程，为后面更一步的学习打下基础，积累信心。』 3.情感态度与价值观： Hash，一般翻译做"散列"，也有直接音译为"哈希"的，就是把任意长度的输入（又叫做预映射，pre-image），通过散列算法，变换成固定长度的输出，该输出就是散列值。这种转换是一种压缩映射，也就是，散列值的空间通常远小于输入的空间，不同的输入可能会散列成相同的输出，而不可能从散列值来唯一的确定输入值。 数学表述为：h = H(M) ，其中H( )--单向散列函数，M--任意长度明文，h--固定长度散列值。 在信息安全领域中应用的Hash算法，还需要满足其他关键特性： 第一当然是单向性(one-way)，从预映射，能够简单迅速的得到散列值，而在计算上不可能构造一个预映射，使其散列结果等于某个特定的散列值，即构造相应的M=H-1(h)不可行。这样，散列值就能在统计上唯一的表征输入值，因此，密码学上的Hash 又被称为"消息摘要(message digest)"，就是要求能方便的将"消息"进行"摘要"，但在"摘要"中无法得到比"摘要"本身更多的关于"消息"的信息。 第二是抗冲突性(collision-resistant)，即在统计上无法产生2个散列值相同的预映射。给定M，计算上无法找到M'，满足H(M)=H(M') ，此谓弱抗冲突性；计算上也难以寻找一对任意的M和M'，使满足H(M)=H(M') ，此谓强抗冲突性。要求"强抗冲突性"主要是为了防范所谓"生日攻击(birthday attack)"，在一个10人的团体中，你能找到和你生日相同的人的概率是2.4%，而在同一团体中，有2人生日相同的概率是11.7%。类似的，当预映射的空间很大的情况下，算法必须有足够的强度来保证不能轻易找到"相同生日"的人。 第三是映射分布均匀性和差分分布均匀性，散列结果中，为0 的bit 和为 1 的bit ，其总数应该大致相等；输入中一个bit 的变化，散列结果中将有一半以上的bit 改变，这又叫做"雪崩效应(avalanche effect)"；要实现使散列结果中出现1bit 的变化，则输入中至少有一半以上的bit 必须发生变化。其实质是必须使输入中每一个bit 的信息，尽量均匀的反映到输出的每一个bit 上去；输出中的每一个bit，都是输入中尽可能多bit 的信息一起作用的结果。 Damgard 和Merkle 定义了所谓"压缩函数(compression function)"，就是将一个固定长度输入，变换成较短的固定长度的输出，这对密码学实践上Hash 函数的设计产生了很大的影响。Hash函数就是被设计为基于通过特定压缩函数的不断重复"压缩"输入的分组和前一次压缩处理的结果的过程，直到整个消息都被压缩完毕，最后的输出作为整个消息的散列值。尽管还缺乏严格的证明，但绝大多数业界的研究者都同意，如果压缩函数是安全的，那么以上述形式散列任意长度的消息也将是安全的。这就是所谓Damgard/Merkle 结构： 在下图中，任意长度的消息被分拆成符合压缩函数输入要求的分组，最后一个分组可能需要在末尾添上特定的填充字节，这些分组将被顺序处理，除了第一个消息分组将与散列初始化值一起作为压缩函数的输入外，当前分组将和前一个分组的压缩函数输出一起被作为这一次 高一第二学期《算法与程序设计》学分认定试题 学校：_____________ 班级：____________ 学号：____________ 姓名：____________ 一、单选题（每小题3分，20小题，共60分） 1、用计算机解决问题时，首先应该确定程序“做什么”，然后再确定程序“如何做”请问“如何做”是属于用计算机解决问题的哪一个步骤（） A、分析问题 B、设计算法 C、编写程序 D、调试程序 2、在调试程序过程中，下列哪一种错误是计算机检查不出来的（） A、编译错误 B、执行错误 C、逻辑错误 D、任何错误计算机都能检查出来 3、下列关于算法的叙述中，错误的是（） A、一个算法至少有一个输入和一个输出 B、算法的每一个步骤必须确切地定义 C、一个算法在执行有穷步之后必须结束 D、算法中有待执行的运算和操作必须是相当基本的。 4、流程图中表示判断的是（）。 Ａ、矩形框Ｂ、菱形框Ｃ、圆形框Ｄ、椭圆形框 5、任何复杂的算法都可以用三种基本结构组成，下列不属于基本结构的是（） A、顺序结构 B、选择结构 C、层次结构 D、循环结构 6、能够被计算机直接识别的语言是（） A、伪代码 B、高级语言 C、机器语言 D、汇编语言 7、在VB语言中，下列数据中合法的长整型常量是（） A、08A B、2380836E C、 D、 8、求Mid(“ABCDEFG”,3,2)的结果是（） A、“ABC” B、“CD” C、“ABCDEF” D、“BCD” 9、表达式A+B+C 算法与程序设计----从零开始学Visual Basic 作者：山东东营胜利第二中学刘健 前言：山东的学生从高二就要选修信息技术课程，当你选修了算法和程序设计这门课程，恭喜你！因为你已经开始向更高层次迈进了。这门课程将帮助我们揭开计算机的神秘面纱。通过学习，我们不仅能知道平时使用的软件是如何开发出来的，还能从计算机语言层面上了解计算机能做什么，是如何工作的，知道软件背后的设计过程，甚至我们自己也能设计出优秀的计算机软件。本教程是根据教育科学出版社编著的普通高中课程标准实验教科书《算法与程序设计（选修）》一书的内容编著。呵呵，就是我们现在用的课本。当然了，如果没有课本，你也一定能够学会下面的教程。因为，从零开始学。下面Let’S GO. 第一课认识我们的创作室 Visual basic是美国微软公司于1991年推出的基于Basic语言（Beginners All—purpose Symbolic Instruction Code，初学者通用指令）的可视化程序设计语言，是经典的编程设计语言，也是基础语言之一，简单易学，功能强大，深受广大初学者的喜爱。这里我们用的是VB6.0中文版。VB是运行在Windows视窗操作系统上，设计程序的思想在于在窗口中放置对象和针对对象设计代码。 （一）启动VB：单击“开始”－“程序”－“Microsoft Visual Basic 6.0 中文版”选择“标准EXE”，单击“打开”进入窗口。 （二）VB窗口如图所示 1、标题栏：在最上面蓝色标题是“工程1－...”，是我们当前正在设计的程序，被称作“工程1”。 2、菜单栏：菜单栏在第二行，包含一组菜单，菜单中有各种命令。 3、工具栏：第三行是工具栏，工具栏是一些最常用的命令，而且是用图标表示的，因而便于形象记忆和操作。 4、工作区：工作区占据窗口的绝大部分，从左向右包括工具箱、窗体、和属性窗口。 （1）工具箱：在工作区的左侧，包含许多编程用到的基本对象，被称作“控件”。 （2）窗体：中间的灰色的窗口，是我们设计的程序的基本框架，所有的对象都放在这个窗口当中。 （3）小窗口：在右侧有三个纵向排列的窗口。 ①最上面是工程资源管理窗口； ②下面是属性窗口； ③最下面是布局窗口，里面显示程序运行时的位置，拖动里面的小框可以改变程序的显示位置。 （三）、简单程序入门 1、新建“标准EXE”工程，进入vb集成开发环境。系统自动创建一个窗体“Form1”， 如图所示： 解析法 一、基本说明 1、教学内容所属模块：信息技术选修1《算法与程序设计》 2、年级：高一年级 3、所用教材出版单位：上海科技教育出版社 4、所属的章节：第三章第一节 5、学时数：45分钟 二、教学设计 1、教学目标： （1）了解解析算法的基本概念。通过实例的学习，掌握用解析算法设计程序的基本思路。 （2）学会根据问题寻找恰当算法和解决问题的方法，并进一步理解分析问题、设计算法、编写程序、调试程序这一用计算机解决问题的过程和方法。 （3）学会合作、交流，培养勇于实践、勤于思考和善于总结的精神和态度。 2、内容分析： 本节内容为用解析法设计程序，解析法是一种最基本的常用算法，在之前三种基本结构程序设计的例题分析中也曾使用过，该算法的分析也为今后的各种算法学习做好了准备。本课教学重点是“理解解析算法的思想，能写出求解问题的解析式并用程序实现”，本课的教学难点是“如何学会分析问题，合理设计算法，建立求解问题的解析式”。 3、学情分析： 学生已经具备了可视化编程的能力及程序设计的基本技能，这样就可以将教学的重点放在算法的分析上，培养学生解决实际问题的能力。 4、设计思路： 本课采用一个测量树高的例子进行引入，用简单的例子分析解析算法，然后采用教材上的活动“求解铁丝问题”让学生掌握解析算法的实现过程，用“求岛屿面积”的实践环节巩固学生的学习。课堂教学中主要采用任务驱动、分析归纳、小组合作、自主探究相结合的学习方法。 题 2’ 从A、B两点仰角的角度与两点之 间的距离可计算出MN的高度。 引出课题：解析法 探究学习 8’[学习任务一] 问题：MN是竖直于地面的物体， 其底部N不可到达。为了测量MN 的高度，在地面上选取一条与MN 在同一平面的水平线线段AB为 基线，测得AB的长为a=20米， 在A点向M点张望的仰角α =38.4°，在B点向M点张望的仰 角β=22.8°。试设计程序计算高 度MN。 要求：完成“学习任务一”（填 写电子文档） 1、问题分析：怎样写出计算表达 式。（请学生回答） 2、设计求解表达式MN=a/(1/tan β- 1/tanα)的算法。 (以下部分小组合作完成) 3、实现应用程序：老师提供程序 的可视化界面及不完整的程序， 要求学生程序填空，完善程序。 4、将程序输入到程序窗体的按钮 中并调试计算本题结果。附带计 算学校中一棵桂花树和一棵龙柏 的高度。 1、由α、β与a 推导出计算表达 式。 2、根据计算表达 式，分析解题算 法。 3、小组合作，填 空完成程序，交流 填空结果。 4、复制程序，调 试并得出运算结 果。 让学生在 老师的带 领下了解 解析法解 题的一般 过程。 学习小结2’老师提问：请同学说说求解任务 一的步骤是怎样的？ 老师用流程图表示这个步 骤，提出解析法的概念。 了解解析算法的 概念。 让学生初 步了解解 析算法的 概念。 [学习任务二]求解“铁丝问题” “智力大比拼”活动： （1）一根长为6米，可制作一个 2平方米的矩形框，问该矩形长 和宽各为多少？ （2）上面同样的问题，制作的面 积为2.1平方米，那么长、宽各 参与“智力大比 拼”活动。 产生计算机程序 解决问题与简单 人脑思维运算的 比较。 让学生参 与“智力大 比拼”活 动，产生冲 突，激发学 生学习的 兴趣。 数据结构与算法-基础算法篇-哈希算法 1. 哈希算法 如何防止数据库中的用户信息被脱库？ 你会如何存储用户密码这么重要的数据吗？仅仅 MD5 加密一下存储就够了吗？ 在实际开发中，我们应该如何用哈希算法解决问题？ 1. 什么是哈希算法？ 将任意长度的二进制值串映射成固定长度的二进制值串，这个映射的规则就是哈希算法，而通过原始数据映射之后得到的二进制值串就是哈希值。 2. 如何设计一个优秀的哈希算法？ 单向哈希： 从哈希值不能反向推导出哈希值（所以哈希算法也叫单向哈希算法）。 篡改无效： 对输入敏感，哪怕原始数据只修改一个Bit，最后得到的哈希值也大不相同。 散列冲突： 散列冲突的概率要很小，对于不同的原始数据，哈希值相同的概率非常小。 执行效率： 哈希算法的执行效率要尽量高效，针对较长的文本，也能快速计算哈 希值。 2. 哈希算法的常见应用有哪些？ 7个常见应用：安全加密、唯一标识、数据校验、散列函数、负载均衡、数据分片、分布式存储。 1. 安全加密 常用于加密的哈希算法： MD5：MD5 Message-Digest Algorithm，MD5消息摘要算法 SHA：Secure Hash Algorithm，安全散列算法 DES：Data Encryption Standard，数据加密标准 AES：Advanced Encryption Standard，高级加密标准 对用于加密的哈希算法，有两点格外重要，第一点是很难根据哈希值反向推导出原始数据，第二点是散列冲突的概率要小。 在实际开发中要权衡破解难度和计算时间来决定究竟使用哪种加密算法。 2. 唯一标识 通过哈希算法计算出数据的唯一标识，从而用于高效检索数据。 3. 数据校验 利用哈希算法对输入数据敏感的特点，可以对数据取哈希值，从而高效校验数据是否被篡改过。 4. 散列函数 1.如何防止数据库中的用户信息被脱库？你会如何存储用户密码这么重要的数据吗？ 计算与数据结构篇 - 哈希算法 (Hash) 计算与数据结构篇 - 哈希算法 (Hash) 哈希算法的定义和原理非常简单，基本上一句话就可以概括了。将任意长度的二进制值串映射为固定长度的二进制值串，这个映射的规则就是哈希算法，而通过原始数据映射之后得到的二进制值串就是哈希值。 构成哈希算法的条件： 从哈希值不能反向推导出原始数据（所以哈希算法也叫单向哈希算法）对输入数据非常敏感，哪怕原始数据只修改了一个 Bit，最后得到的哈希值也大不相同； 散列冲突的概率要很小，对于不同的原始数据，哈希值相同的概率非常小； 哈希算法的执行效率要尽量高效，针对较长的文本，也能快速地计算出哈希值。 哈希算法的应用(上篇) 安全加密 说到哈希算法的应用，最先想到的应该就是安全加密。最常用于加密的哈希算法是 MD5（MD5 Message-Digest Algorithm，MD5 消息摘要算法）和 SHA（Secure Hash Algorithm，安全散列算法）。 除了这两个之外，当然还有很多其他加密算法，比如 DES（Data Encryption Standard，数据加密标准）、AES（Advanced Encryption Standard，高级加密标准）。 前面我讲到的哈希算法四点要求，对用于加密的哈希算法来说，有两点格外重要。第一点是很难根据哈希值反向推导出原始数据，第二点是散列冲突的概率要很小。 不过，即便哈希算法存在散列冲突的情况，但是因为哈希值的范围很大，冲突的概率极低，所以相对来说还是很难破解的。像 MD5，有 2^128 个不同的哈希值，这个数据已经是一个天文数字了，所以散列冲突的概率要小于 1-2^128。 如果我们拿到一个 MD5 哈希值，希望通过毫无规律的穷举的方法，找到跟这个 MD5 值相同的另一个数据，那耗费的时间应该是个天文数字。所以，即便哈希算法存在冲突，但是在有限的时间和资-源下，哈希算法还是被很难破解的。 对于加密知识点的补充，md5这个算法固然安全可靠，但网络上也有针对MD5中出现的彩虹表，最常见的思路是在密码后面添加一组盐码(salt), 比如可以使用md5(1234567.'2019@STARK-%$#-idje-789'),2019@STARK-%$#-idje-789 作为盐码起到了一定的保护和安全的作用。 唯一标识(uuid) 我们可以给每一个图片取一个唯一标识，或者说信息摘要。比如，我们可以从图片的二进制码串开头取 100 个字节，从中间取 100 个字节，从最后再取 100 个字节，然后将这 300 个字节放到一块，通过哈希算法（比如 MD5），得到一个哈希字符串，用它作为图片的唯一标识。通过这个唯一标识来判定图片是否在图库中，这样就可以减少很多工作量。 一、综合处理题 1、两倍- https://www.wendangku.net/doc/cc18453993.html,/problem?id=2807 Description 给定2到15个不同的正整数，你的任务是计算这些数里面有多少个数对满足：数对中一个数是另一个数的两倍。 比如给定1 4 3 2 9 7 18 22，得到的答案是3，因为2是1的两倍，4是2个两倍，18是9的两倍。 Input 输入包括多组测试数据。每组数据包括一行，给出2到15个两两不同且小于100的正整数。每一行最后一个数是0，表示这一行的结束后，这个数不属于那2到15个给定的正整数。输入的最后一行只包括一个整数-1,这行表示输入数据的结束，不用进行处理。 Output 对每组输入数据，输出一行，给出有多少个数对满足其中一个数是另一个数的两倍。 Sample Input 1 4 3 2 9 7 18 22 0 2 4 8 10 0 7 5 11 13 1 3 0 -1 Sample Output 3 2 2、谁拿了最多奖学金 - https://www.wendangku.net/doc/cc18453993.html,/problem?id=2715 Description 某校的惯例是在每学期的期末考试之后发放奖学金。发放的奖学金共有五种，获取的条件各自不同： 1) 院士奖学金，每人8000元，期末平均成绩高于80分（>80），并且在本学期内发表1篇或1篇以上论文的学生均可获得； 2) 五四奖学金，每人4000元，期末平均成绩高于85分（>85），并且班级评议成绩高于80分（>80）的学生均可获得； 3) 成绩优秀奖，每人2000元，期末平均成绩高于90分（>90）的学生均可获得； 4) 西部奖学金，每人1000元，期末平均成绩高于85分（>85）的西部省份学生均可获得； 5) 班级贡献奖，每人850元，班级评议成绩高于80分（>80）的学生干部均可获得；哈希算法散列
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