什么是字数组？答案

【问题标题】：What is a WordArray?什么是字数组？
【发布时间】：2019-10-23 13:41:53
【问题描述】：

我一直在研究 crypto-js 和 its encoder 与 WordArray 之间的转换。我查了the documentation，找不到任何关于WordArray可能是什么的解释。

据我所知，在 JavaScript 中甚至没有一个名为 WordArray 的 typed array，在该名称的任何类型化数组上也没有 DataView。

我知道WORD is in the Visual C++ parlance 是什么意思，但我不确定它在这里是什么意思。

奇怪，我在 crypto-js 上发现的所有线程（here、here 和 here）都在使用 WordArray 这个词，而没有人真正问它是什么。

真的有人能告诉我吗？是Uint16Array 吗？或者只是常规字节数组的另一个花哨的词（Uint8Array 或 untyped Array 的整数值）？

【问题讨论】：

第一次出现的字符串WordArray（在您标记为“文档”的链接中）声明：“（哈希算法接受字符串或 CryptoJS.lib.WordArray 的实例。）* WordArray 对象表示 32 位字的数组。*"。您在下面链接的要点中重复了相同的内容。看起来很简单。
@mbojko 谢谢。我错过了。尽管如此，问题仍然存在。所以，如果我有字符串“he”，在 UTF-8 中它变成两个相邻的 16 位无符号整数。如果我将它们转换为WordArray，这是否会导致一个数组只有一个 32 位元素，由字母“h”的 16 位作为HIWORD 和字母“e”作为@ 987654343@?
我刚刚为此发布了一个单独的问题。 stackoverflow.com/q/58525372/303685
顺便说一句，您在另一个问题中指定的是 UTF-16，或者更准确地说是没有字节顺序标记的 UTF-16BE。
不知道，一定是有一次碰到了 BOM :)

标签： javascript cryptography cryptojs

【解决方案1】：

该类在 CryptoJS 库中的 core.js 中定义：

/**
 * An array of 32-bit words.
 *
 * @property {Array} words The array of 32-bit words.
 * @property {number} sigBytes The number of significant bytes in this word array.
 */
var WordArray = C_lib.WordArray = Base.extend({

放在那里的（字节）值放在单词的最高有效位中（我已经对照源代码检查了这一点）。

例如，如果您将值 "he" 作为 UTF-8（或 Latin1 或 ASCII）放入其中，那么您将获得一个包含值 68_65_00_00 的单元素数组，并将 words 设置为值 2。这是因为 UTF-8 编码为 8 位字节，并且这些字节被分组在最高 16 位中。

通常（对称）加密算法被指定为对位进行操作。但是，它们通常针对 32 位或 64 位字进行优化，因为它们在 i86 或 x64 等 32 位或 64 位机器中是最佳的。因此，任何语言的任何库都会在执行操作之前在内部转换为单词。

通常，库将其操作定义为使用字节而不是单词。 CryptoJS 有点特殊，因为它对单词缓冲区进行操作。这是合乎逻辑的，因为 JavaScript 没有定义字节数组。它还跳过了一个步骤，否则您必须从 UTF-8 转换为字节，然后在算法实现中再次转换为单词。

CryptoJS 还存在一个 64 位字数组，无疑是针对 SHA-512 等针对 64 位操作进行优化的算法。

【讨论】：

是的，与其他任何语言相比，缺少对面向位的类型（如字节和字）的直接支持将使原生 JavaScript 加密库狗慢，更不用说 C或汇编程序。在这里，即使使用 JIT，解释器也几乎没用。您必须使用较低级别的机器代码来加快速度。
还有一件事。我注意到我从字节数组转换的WordArray 中的一些值是有符号的。我没有考虑二进制补码。我只是将四位字节左移到每个 WordArray 的一个元素中。所以，问题是：WordArray 的元素可以签名，对吗？我的意思是，它们不应该是无符号类型，对吗？
好的，我试过了，它就像一个魅力。在客户端和 ASP.NET 服务器上使用相同的密钥（作为字节数组而不是 WordArray）。那么WordArray 的元素是什么都是有意义的。也就是说，它具有带符号的 32 位整数。
是的，没问题。例如，all Java 的基本类型（char 除外，它仅用于字符）是有符号的。 int（32 位字等效）中的位也有符号。但最后，对于像 AES 这样的操作，这并不重要。它确实使一些计算变得更加困难，特别是对于int 以外的类型，因为你必须采取例如签名扩展考虑。这对于 程序员 而不是计算机来说是一个更大的问题。所以其他语言也可以毫无问题地对有符号整数进行操作。
请注意，对于 2-补码值，不仅位操作保持不变。还有例如减法和加法在 mod 2^32 中是相同的。例如，您可能必须在没有符号的情况下解释结果。比较为整数，但仅此而已。而且 AES 不需要比较，所有操作都是在不查看实际内容的情况下执行的（如果您基于内容，您可能有一个侧通道）。