#LunarKeccak256

一个使用 MoonBit 语言实现的 Keccak256 哈希算法库。

#简介

Keccak256 是 SHA-3 标准的一部分，广泛应用于区块链和密码学领域。本项目提供了一个纯 MoonBit 语言实现的 Keccak256 哈希函数。

#特性

✅ 完整的 Keccak-f[1600] 置换实现
✅ 标准的海绵构造（Sponge Construction）
✅ 支持任意长度的输入
✅ 256 位（32 字节）输出
✅ 纯 MoonBit 实现，无外部依赖
✅ 包含完整的测试用例
✅ 字符串哈希接口完全可用

#⚠️ 已知限制

由于 MoonBit 语言中 FixedArray[Byte] 和 Array[Byte] 之间转换的限制，当前存在以下限制：

⚠️ 字节数组哈希: 直接对字节数组进行哈希可能导致段错误
✅ 字符串哈希: 字符串接口完全可用，推荐使用
❌ 以太坊集成: 无法直接用于标准以太坊交易签名和地址生成

推荐使用方式: 优先使用字符串接口 (keccak256_string 和 keccak256_string_hex)

详细的限制说明和解决方案请参考 STATUS.md

#使用方法

#基本用法（推荐）

// ✅ 推荐：计算字符串的哈希值（返回十六进制字符串）
let hash_hex = @lib.keccak256_string_hex("Hello, World!")
println(hash_hex)

// ✅ 推荐：获取字节数组形式的哈希值
let hash_bytes = @lib.keccak256_string("test")
// hash_bytes 是一个 32 字节的数组

#字节数组哈希（⚠️ 不推荐）

// ⚠️ 警告：由于 MoonBit 数组转换限制，字节数组哈希可能导致段错误
// 建议：先转换为十六进制字符串，然后使用字符串接口
let bytes : Array[Byte] = [b'\x01', b'\x02', b'\x03']
// let hash_hex = @lib.keccak256_hex(bytes)  // 可能导致 SIGSEGV

#API 文档

#推荐使用的函数（✅ 稳定）

keccak256_string(message : String) -> Array[Byte]
计算字符串的 Keccak256 哈希值，返回 32 字节的哈希结果。推荐使用。
keccak256_string_hex(message : String) -> String
计算字符串的 Keccak256 哈希值，返回 64 字符的十六进制字符串。推荐使用。

#不推荐使用的函数（⚠️ 可能有风险）

keccak256(message : Array[Byte]) -> Array[Byte]
计算字节数组的 Keccak256 哈希值，返回 32 字节的哈希结果。
⚠️ 警告: 由于 MoonBit 数组转换限制，此函数可能导致段错误（SIGSEGV）。建议使用字符串接口替代。
keccak256_hex(message : Array[Byte]) -> String
计算字节数组的 Keccak256 哈希值，返回 64 字符的十六进制字符串。
⚠️ 警告: 由于 MoonBit 数组转换限制，此函数可能导致段错误（SIGSEGV）。建议使用 keccak256_string_hex() 替代。

#运行示例

# 构建项目
moon build

# 运行示例程序
moon run cmd/main

# 运行测试
moon test

# 更新测试快照
moon test --update

#测试向量

项目包含多个标准测试向量，验证实现的正确性：

空消息：c5d2460186f7233c927e7db2dcc703c0e500b653ca82273b7bfad8045d85a470
"abc"：4e03657aea45a94fc7d47ba826c8d667c0d1e6e33a64a036ec44f58fa12d6c45
"The quick brown fox jumps over the lazy dog"：4d741b6f1eb29cb2a9b9911c82f56fa8d73b04959d3d9d222895df6c0b28aa15

#项目结构

LunarKeccak256/
├── cmd/
│   ├── lib/                 # 核心库
│   │   ├── keccak.mbt       # Keccak256 主实现
│   │   ├── utils.mbt        # 工具函数
│   │   ├── keccak_test.mbt  # 测试用例
│   │   └── moon.pkg.json    # 包配置
│   └── main/                # 示例程序
│       ├── main.mbt         # 主程序
│       └── moon.pkg.json    # 包配置
├── moon.mod.json            # 模块配置
└── README.mbt.md            # 文档

#技术细节

#算法实现

本实现遵循 NIST FIPS 202 标准，包括：

Keccak-f[1600] 置换函数：24 轮迭代，每轮包含 5 个步骤
- θ (theta)：列奇偶性扩散
- ρ (rho)：位旋转
- π (pi)：位置置换
- χ (chi)：非线性混合
- ι (iota)：轮常量异或
海绵构造：
- 速率 r = 1088 位（136 字节）
- 容量 c = 512 位（64 字节）
- 吸收阶段：将填充后的消息逐块吸收
- 挤出阶段：提取 256 位输出
填充规则：pad10*1 规则
- 在消息末尾添加 0x01
- 填充若干 0x00
- 最后添加 0x80