Question

我将数千行加密C＃函数移植到Java项目中。 C＃代码广泛使用无符号值和按位运算。

我知道必要的Java解决方案来支持无符号值。但是，如果有无符号32位和64位整数的实现，我可以放入我的代码中会更方便。请链接到这样的图书馆。

快速谷歌查询揭示了商业应用程序中的几个：

Answer 1

这是一种语言功能，而不是库功能，因此除非您更改语言本身，否则无法扩展Java以支持此功能，在这种情况下，您需要创建自己的编译器。

但是，如果您需要无符号右移，Java支持>>>运算符，该运算符类似于>>运算符，用于无符号类型。

但是，您可以使用签名类型制作自己的方法来执行算术，就像它们无符号一样;这应该有用，例如：

static int multiplyUnsigned(int a, int b)
{
    final bool highBitA = a < 0,    highBitB = b < 0;
    final long a2 = a & ~(1 << 31), b2 = b & ~(1 << 31);
    final long result = (highBitA ? a2 | (1 << 31) : a2)
                      * (highBitB ? b2 | (1 << 31) : b2);
    return (int)result;
}

编辑：

感谢@ Ben的评论，我们可以简化这一点：

static int multiplyUnsigned(int a, int b)
{
    final long mask = (1L << 32) - 1;
    return (int)((a & mask) * (b & mask));
}

但这两种方法都不适用于long类型。在这种情况下，您必须转换为double，否定，乘以及再次将其强制转换，这可能会导致任何和所有优化。

Answer 2

当使用两个补码表示法时，有符号和无符号整数的运算大多相同，这就是Java所做的。这意味着，如果您有两个32位字a和b并且想要计算它们的总和a+b，那么无论您是否考虑，相同的内部操作都将产生正确的答案单词为签名或未签名。这适用于加法，减法和乘法。

必须符号标识的操作包括：

右移：签名右移复制符号位，而无符号右移始终插入零。 Java为无符号右移提供了“>>>”运算符。
分裂：无符号分区与签名分区不同。使用32位整数时，您可以将值转换为64位long类型（“x & 0xFFFFFFFFL”执行“无符号转换”技巧）。
比较：如果您想将a与b比较为两个32位无符号字词，那么您有两个标准习语：

if ((a + Integer.MIN_VALUE) < (b + Integer.MIN_VALUE)) { ... }

if ((a & 0xFFFFFFFFL) < (b & 0xFFFFFFFFL)) { ... }

知道，签名的Java类型对加密代码来说并不是一件容易的事。我已经在Java中实现了许多加密原语，只要您了解自己正在编写的内容，签名类型就不是问题。例如，看看sphlib：这是一个开源库，它在C和Java中实现了许多加密哈希函数。 Java代码非常无缝地使用Java的签名类型（int，long ...），它只是有效。

Java没有运算符重载，因此获取无符号类型的Java“解决方案”将涉及自定义类（例如您链接到的UInt64类），这将意味着大量的性能损失。你真的不想这样做。

理论上，可以使用无符号类型定义类似Java的语言，并实现一个为JVM生成字节码的编译器（内部使用我在上面详细说明的移位，分割和比较的技巧）。我不知道有任何可用的工具吗？并且，正如我上面所说，Java的签名类型适用于加密代码（换句话说，如果你遇到这种签名类型的问题，那么我敢说你不太了解安全地实现加密代码，你应该避免这样做;相反，使用现有的开源库。）

无符号整数实现 - 将C＃移植到Java

2 个答案: