SHAKE-256 是 SHA-3（Secure Hash Algorithm 3）家族中的一個可變長度哈希函數，與 SHAKE-128 類似，不同之處在於它基於 256 位的安全性。與傳統的 SHA-3 哈希函數（如 SHA3-256 和 SHA3-512）不同，SHAKE-256 是一個 Extendable Output Function (XOF)，它允許生成可變長度的哈希值。
SHAKE-256 生成過程：
初始化狀態：
SHAKE-256 與其他 SHA-3 函數一樣，使用 1600 位（200 字節）的內部狀態來處理數據。初始狀態設為零。
數據處理：
將輸入數據分塊，每個塊的大小為 1600 位，並對每個數據塊進行處理。對每個數據塊進行多輪的迭代運算，包括置換、加法、異或等操作，來更新內部狀態。
生成可變長度的哈希：
SHAKE-256 允許用戶選擇輸出哈希的長度，這使得它非常適合需要可變長度哈希值的應用。例如，用戶可以選擇生成 256 位、512 位，或者更長的哈希值，具體長度取決於應用需求。
最終的哈希輸出：
當數據處理完成後，SHAKE-256 根據內部狀態生成期望長度的哈希值，這個哈希值會根據使用者所要求的輸出長度進行調整。
SHAKE-256 與 SHAKE-128 的不同點：
安全性：SHAKE-256 使用更長的內部狀態（256 位）來提供更強的安全性，相較於 SHAKE-128 的 128 位。
可變長度輸出：與傳統的 SHA-3 函數相比，SHAKE-256 可以生成任意長度的哈希值，這對某些需要靈活設置哈希長度的應用非常有用。
示例：
假設我們對字符串 "Hello, World!" 使用 SHAKE-256 進行哈希計算，並選擇生成 512 位（64 字節）長度的哈希值。最終生成的哈希值將是：
arduino
輸入: "Hello, World!"
SHAKE-256 哈希值（512 位輸出）:
"cc4e4e0d8557e7c55b19e56ed9e39d2e99f85c5dbad02cdba23bcd3b86931826c1e69ad041bbf92655ff7b8d6a6ad378cc70b8a22b4000a9ad6e7f1c491ab1b8"
這是經過 SHAKE-256 計算後生成的 512 位長度的哈希值。
SHAKE-256 在應用中的用途：
密碼學應用：SHAKE-256 主要用於需要靈活哈希長度的密碼學算法中，如生成密鑰推導函數（KDF）、訊息認證碼（MAC）等。
數位簽名與消息驗證：由於其可變長度輸出的特性，SHAKE-256 可以在數位簽名系統中提供不同長度的哈希值，並提高數據的完整性檢查。
數據完整性檢查：在某些場景下，SHAKE-256 可用於檢查數據的完整性，保證數據未遭篡改。
優勢：
可變長度輸出：SHAKE-256 可以生成任意長度的哈希值，根據需要調整哈希的長度，這對於一些靈活的應用非常有用。
高安全性：相對於 SHAKE-128，SHAKE-256 提供了更高的安全性，因為它使用更大的內部狀態來進行計算。
基於 SHA-3：SHAKE-256 作為 SHA-3 家族的一部分，擁有更強的抗碰撞性，比 SHA-2 系列更具安全性。
使用情境：
密碼學算法：SHAKE-256 特別適用於密碼學場景，像密碼學安全協議、密鑰衍生和消息認證中，要求高安全性和可變長度哈希值的情況。
數據校驗與完整性檢查：用於檢查資料在傳輸或存儲過程中是否被篡改，確保數據的完整性。
SHAKE-256 的可變長度哈希功能使它在許多高安全性要求的應用中表現出色，特別是在需要自定義哈希長度的情況下。