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MD5算法原理

时间:2015-03-02 20:52:44      阅读:198      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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 MD5(单向散列算法)的全称是Message-Digest Algorithm 5(信息-摘要算法),经MD2、MD3和MD4发展而来。MD5算法的使用不须要支付不论什么版权费用。

    MD5功能:
    输入随意长度的信息,经过处理,输出为128位的信息(数字指纹);
    不同的输入得到的不同的结果(唯一性);
    依据128位的输出结果不可能反推出输入的信息(不可逆); 

    MD5属不属于加密算法:
    觉得不属于的人是由于他们觉得不能从密文(散列值)反过来得到原文,即没有解密算法,所以这部分人觉得MD5仅仅能属于算法,不能称为加密算法;
    觉得属于的人是由于他们觉得经过MD5处理后看不到原文,即已经将原文加密,所以觉得MD5属于加密算法;我个人支持后者。

    MD5用途:
    1、防止被篡改
    1)比方发送一个电子文档,发送前,我先得到MD5的输出结果a。然后在对方收到电子文档后,对方也得到一个MD5的输出结果b。假设a与b一样就代表中途未被篡改。2)比方我提供文件下载,为了防止不法分子在安装程序中加入木马,我能够在站点上发布由安装文件得到的MD5输出结果。3)SVN在检測文件是否在CheckOut后被改动过,也是用到了MD5.

    2、防止直接看到明文
    如今非常多站点在数据库存储用户的password的时候都是存储用户password的MD5值。这样就算不法分子得到数据库的用户password的MD5值,也无法知道用户的password(事实上这样是不安全的,后面我会提到)。(比方在UNIX系统中用户的password就是以MD5(或其他类似的算法)经加密后存储在文件系统中。当用户登录的时候,系统把用户输入的password计算成MD5值,然后再去和保存在文件系统中的MD5值进行比較,进而确定输入的password是否正确。通过这种步骤,系统在并不知道用户password的明码的情况下就能够确定用户登录系统的合法性。这不但能够避免用户的password被具有系统管理员权限的用户知道,并且还在一定程度上添加了password被破解的难度。)

    3、防止抵赖(数字签名):
    这须要一个第三方认证机构。比如A写了一个文件,认证机构对此文件用MD5算法产生摘要信息并做好记录。若以后A说这文件不是他写的,权威机构仅仅需对此文件又一次产生摘要信息,然后跟记录在冊的摘要信息进行比对,同样的话,就证明是A写的了。这就是所谓的“数字签名”。

    MD5算法过程:
    对MD5算法简要的叙述能够为: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:假设输入信息的长度(bit)对512求余的结果不等于448,就须要填充使得对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)。假设在程序中定义应该是(A=0X67452301L,B=0XEFCDAB89L,C=0X98BADCFEL,D=0X10325476L)。有点晕哈,事实上想一想就明确了。

     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,每一个小组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),<<<s表示循环左移s位,则四种操作为:
  FF(a,b,c,d,Mj,s,ti)表示a=b+((a+F(b,c,d)+Mj+ti)<<<s)
  GG(a,b,c,d,Mj,s,ti)表示a
=b+((a+G(b,c,d)+Mj+ti)<<<s)
  HH(a,b,c,d,Mj,s,ti)表示a
=b+((a+H(b,c,d)+Mj+ti)<<<s)
  II(a,b,c,d,Mj,s,ti)表示a
=b+((a+I(b,c,d)+Mj+ti)<<<s)

    4)四轮运算
第一轮
a
=FF(a,b,c,d,M0,7,0xd76aa478)
b
=FF(d,a,b,c,M1,12,0xe8c7b756)
c
=FF(c,d,a,b,M2,17,0x242070db)
d
=FF(b,c,d,a,M3,22,0xc1bdceee)
a
=FF(a,b,c,d,M4,7,0xf57c0faf)
b
=FF(d,a,b,c,M5,12,0x4787c62a)
c
=FF(c,d,a,b,M6,17,0xa8304613)
d
=FF(b,c,d,a,M7,22,0xfd469501)
a
=FF(a,b,c,d,M8,7,0x698098d8)
b
=FF(d,a,b,c,M9,12,0x8b44f7af)
c
=FF(c,d,a,b,M10,17,0xffff5bb1)
d
=FF(b,c,d,a,M11,22,0x895cd7be)
a
=FF(a,b,c,d,M12,7,0x6b901122)
b
=FF(d,a,b,c,M13,12,0xfd987193)
c
=FF(c,d,a,b,M14,17,0xa679438e)
d
=FF(b,c,d,a,M15,22,0x49b40821)

第二轮
a
=GG(a,b,c,d,M1,5,0xf61e2562)
b
=GG(d,a,b,c,M6,9,0xc040b340)
c
=GG(c,d,a,b,M11,14,0x265e5a51)
d
=GG(b,c,d,a,M0,20,0xe9b6c7aa)
a
=GG(a,b,c,d,M5,5,0xd62f105d)
b
=GG(d,a,b,c,M10,9,0x02441453)
c
=GG(c,d,a,b,M15,14,0xd8a1e681)
d
=GG(b,c,d,a,M4,20,0xe7d3fbc8)
a
=GG(a,b,c,d,M9,5,0x21e1cde6)
b
=GG(d,a,b,c,M14,9,0xc33707d6)
c
=GG(c,d,a,b,M3,14,0xf4d50d87)
d
=GG(b,c,d,a,M8,20,0x455a14ed)
a
=GG(a,b,c,d,M13,5,0xa9e3e905)
b
=GG(d,a,b,c,M2,9,0xfcefa3f8)
c
=GG(c,d,a,b,M7,14,0x676f02d9)
d
=GG(b,c,d,a,M12,20,0x8d2a4c8a)

第三轮
a
=HH(a,b,c,d,M5,4,0xfffa3942)
b
=HH(d,a,b,c,M8,11,0x8771f681)
c
=HH(c,d,a,b,M11,16,0x6d9d6122)
d
=HH(b,c,d,a,M14,23,0xfde5380c)
a
=HH(a,b,c,d,M1,4,0xa4beea44)
b
=HH(d,a,b,c,M4,11,0x4bdecfa9)
c
=HH(c,d,a,b,M7,16,0xf6bb4b60)
d
=HH(b,c,d,a,M10,23,0xbebfbc70)
a
=HH(a,b,c,d,M13,4,0x289b7ec6)
b
=HH(d,a,b,c,M0,11,0xeaa127fa)
c
=HH(c,d,a,b,M3,16,0xd4ef3085)
d
=HH(b,c,d,a,M6,23,0x04881d05)
a
=HH(a,b,c,d,M9,4,0xd9d4d039)
b
=HH(d,a,b,c,M12,11,0xe6db99e5)
c
=HH(c,d,a,b,M15,16,0x1fa27cf8)
d
=HH(b,c,d,a,M2,23,0xc4ac5665)

第四轮
a
=II(a,b,c,d,M0,6,0xf4292244)
b
=II(d,a,b,c,M7,10,0x432aff97)
c
=II(c,d,a,b,M14,15,0xab9423a7)
d
=II(b,c,d,a,M5,21,0xfc93a039)
a
=II(a,b,c,d,M12,6,0x655b59c3)
b
=II(d,a,b,c,M3,10,0x8f0ccc92)
c
=II(c,d,a,b,M10,15,0xffeff47d)
d
=II(b,c,d,a,M1,21,0x85845dd1)
a
=II(a,b,c,d,M8,6,0x6fa87e4f)
b
=II(d,a,b,c,M15,10,0xfe2ce6e0)
c
=II(c,d,a,b,M6,15,0xa3014314)
d
=II(b,c,d,a,M13,21,0x4e0811a1)
a
=II(a,b,c,d,M4,6,0xf7537e82)
b
=II(d,a,b,c,M11,10,0xbd3af235)
c
=II(c,d,a,b,M2,15,0x2ad7d2bb)
d
=II(b,c,d,a,M9,21,0xeb86d391)

    5)每轮循环后,将A,B,C,D分别加上a,b,c,d,然后进入下一循环。
 
    假设上面的过程用JAVA代码来实现的话,代码例如以下: 
技术分享package woxingwosu;
技术分享
技术分享
技术分享
/************************************************
技术分享 * MD5 算法
技术分享 * 
@author 我行我素
技术分享 * @Date 2007-07-01
技术分享************************************************
*/

技术分享
public class MD5 {
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技术分享    
static final String hexs[]={"0","1","2","3","4","5","6","7","8","9","A","B","C","D","E","F"};
技术分享    
//标准的幻数
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    private static final long A=0x67452301L;
技术分享    
private static final long B=0xefcdab89L;
技术分享    
private static final long C=0x98badcfeL;
技术分享    
private static final long D=0x10325476L;
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技术分享    
//以下这些S11-S44实际上是一个4*4的矩阵,在四轮循环运算中用到
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    static final int S11 = 7;
技术分享    
static final int S12 = 12;
技术分享    
static final int S13 = 17;
技术分享    
static final int S14 = 22;
技术分享
技术分享    
static final int S21 = 5;
技术分享    
static final int S22 = 9;
技术分享    
static final int S23 = 14;
技术分享    
static final int S24 = 20;
技术分享
技术分享    
static final int S31 = 4;
技术分享    
static final int S32 = 11;
技术分享    
static final int S33 = 16;
技术分享    
static final int S34 = 23;
技术分享
技术分享    
static final int S41 = 6;
技术分享    
static final int S42 = 10;
技术分享    
static final int S43 = 15;
技术分享    
static final int S44 = 21;
技术分享    
技术分享    
//java不支持无符号的基本数据(unsigned)
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    private long [] result={A,B,C,D};//存储hash结果,共4×32=128位,初始化值为(幻数的级联)
技术分享
    
技术分享    
public static void main(String []args){
技术分享        MD5 md
=new MD5();
技术分享        System.out.println(
"md5(abc)="+md.digest("abc"));
技术分享    }

技术分享    
技术分享    
private String digest(String inputStr){
技术分享        
byte [] inputBytes=inputStr.getBytes();
技术分享        
int byteLen=inputBytes.length;//长度(字节)
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        int groupCount=0;//完整分组的个数
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        groupCount=byteLen/64;//每组512位(64字节)
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        long []groups=null;//每一个小组(64字节)再细分后的16个小组(4字节)
技术分享        
技术分享        
//处理每个完整 分组
技术分享
        for(int step=0;step<groupCount;step++){
技术分享            groups
=divGroup(inputBytes,step*64);
技术分享            trans(groups);
//处理分组,核心算法
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        }

技术分享        
技术分享        
//处理完整分组后的尾巴
技术分享
        int rest=byteLen%64;//512位分组后的余数
技术分享
        byte [] tempBytes=new byte[64];
技术分享        
if(rest<=56){
技术分享            
for(int i=0;i<rest;i++)
技术分享                tempBytes[i]
=inputBytes[byteLen-rest+i];
技术分享            
if(rest<56){
技术分享                tempBytes[rest]
=(byte)(1<<7);
技术分享                
for(int i=1;i<56-rest;i++)
技术分享                    tempBytes[rest
+i]=0;
技术分享            }

技术分享            
long len=(long)(byteLen<<3);
技术分享            
for(int i=0;i<8;i++){
技术分享                tempBytes[
56+i]=(byte)(len&0xFFL);
技术分享                len
=len>>8;
技术分享            }

技术分享            groups
=divGroup(tempBytes,0);
技术分享            trans(groups);
//处理分组
技术分享
        }
else{
技术分享            
for(int i=0;i<rest;i++)
技术分享                tempBytes[i]
=inputBytes[byteLen-rest+i];
技术分享            tempBytes[rest]
=(byte)(1<<7);
技术分享            
for(int i=rest+1;i<64;i++)
技术分享                tempBytes[i]
=0;
技术分享            groups
=divGroup(tempBytes,0);
技术分享            trans(groups);
//处理分组
技术分享
            
技术分享            
for(int i=0;i<56;i++)
技术分享                tempBytes[i]
=0;
技术分享            
long len=(long)(byteLen<<3);
技术分享            
for(int i=0;i<8;i++){
技术分享                tempBytes[
56+i]=(byte)(len&0xFFL);
技术分享                len
=len>>8;
技术分享            }

技术分享            groups
=divGroup(tempBytes,0);
技术分享            trans(groups);
//处理分组
技术分享
        }

技术分享        
技术分享        
//将Hash值转换成十六进制的字符串
技术分享
        String resStr="";
技术分享        
long temp=0;
技术分享        
for(int i=0;i<4;i++){
技术分享            
for(int j=0;j<4;j++){
技术分享                temp
=result[i]&0x0FL;
技术分享                String a
=hexs[(int)(temp)];
技术分享                result[i]
=result[i]>>4;
技术分享                temp
=result[i]&0x0FL;
技术分享                resStr
+=hexs[(int)(temp)]+a;
技术分享                result[i]
=result[i]>>4;
技术分享            }

技术分享        }

技术分享        
return resStr;
技术分享    }

技术分享    
技术分享    
/**
技术分享     * 从inputBytes的index開始取512位,作为新的分组
技术分享     * 将每个512位的分组再细分成16个小组,每个小组64位(8个字节)
技术分享     * 
@param inputBytes
技术分享     * 
@param index
技术分享     * 
@return
技术分享     
*/

技术分享    
private static long[] divGroup(byte[] inputBytes,int index){
技术分享        
long [] temp=new long[16];
技术分享        
for(int i=0;i<16;i++){
技术分享            temp[i]
=b2iu(inputBytes[4*i+index])|
技术分享                (b2iu(inputBytes[
4*i+1+index]))<<8|
技术分享                (b2iu(inputBytes[
4*i+2+index]))<<16|
技术分享                (b2iu(inputBytes[
4*i+3+index]))<<24;
技术分享        }

技术分享        
return temp;
技术分享    }

技术分享    
技术分享    
/**
技术分享     * 这时不存在符号位(符号位存储不再是代表正负),所以须要处理一下
技术分享     * 
@param b
技术分享     * 
@return
技术分享     
*/

技术分享    
public static long b2iu(byte b){
技术分享        
return b < 0 ? b & 0x7F + 128 : b;
技术分享     }

技术分享    
技术分享    
/**
技术分享     * 基本的操作,四轮循环
技术分享     * 
@param groups[]--每个分组512位(64字节)
技术分享     
*/

技术分享    
private void trans(long[] groups) {
技术分享        
long a = result[0], b = result[1], c = result[2], d = result[3];
技术分享        
/*第一轮*/
技术分享        a 
= FF(a, b, c, d, groups[0], S11, 0xd76aa478L); /* 1 */
技术分享        d 
= FF(d, a, b, c, groups[1], S12, 0xe8c7b756L); /* 2 */
技术分享        c 
= FF(c, d, a, b, groups[2], S13, 0x242070dbL); /* 3 */
技术分享        b 
= FF(b, c, d, a, groups[3], S14, 0xc1bdceeeL); /* 4 */
技术分享        a 
= FF(a, b, c, d, groups[4], S11, 0xf57c0fafL); /* 5 */
技术分享        d 
= FF(d, a, b, c, groups[5], S12, 0x4787c62aL); /* 6 */
技术分享        c 
= FF(c, d, a, b, groups[6], S13, 0xa8304613L); /* 7 */
技术分享        b 
= FF(b, c, d, a, groups[7], S14, 0xfd469501L); /* 8 */
技术分享        a 
= FF(a, b, c, d, groups[8], S11, 0x698098d8L); /* 9 */
技术分享        d 
= FF(d, a, b, c, groups[9], S12, 0x8b44f7afL); /* 10 */
技术分享        c 
= FF(c, d, a, b, groups[10], S13, 0xffff5bb1L); /* 11 */
技术分享        b 
= FF(b, c, d, a, groups[11], S14, 0x895cd7beL); /* 12 */
技术分享        a 
= FF(a, b, c, d, groups[12], S11, 0x6b901122L); /* 13 */
技术分享        d 
= FF(d, a, b, c, groups[13], S12, 0xfd987193L); /* 14 */
技术分享        c 
= FF(c, d, a, b, groups[14], S13, 0xa679438eL); /* 15 */
技术分享        b 
= FF(b, c, d, a, groups[15], S14, 0x49b40821L); /* 16 */
技术分享
技术分享        
/*第二轮*/
技术分享        a 
= GG(a, b, c, d, groups[1], S21, 0xf61e2562L); /* 17 */
技术分享        d 
= GG(d, a, b, c, groups[6], S22, 0xc040b340L); /* 18 */
技术分享        c 
= GG(c, d, a, b, groups[11], S23, 0x265e5a51L); /* 19 */
技术分享        b 
= GG(b, c, d, a, groups[0], S24, 0xe9b6c7aaL); /* 20 */
技术分享        a 
= GG(a, b, c, d, groups[5], S21, 0xd62f105dL); /* 21 */
技术分享        d 
= GG(d, a, b, c, groups[10], S22, 0x2441453L); /* 22 */
技术分享        c 
= GG(c, d, a, b, groups[15], S23, 0xd8a1e681L); /* 23 */
技术分享        b 
= GG(b, c, d, a, groups[4], S24, 0xe7d3fbc8L); /* 24 */
技术分享        a 
= GG(a, b, c, d, groups[9], S21, 0x21e1cde6L); /* 25 */
技术分享        d 
= GG(d, a, b, c, groups[14], S22, 0xc33707d6L); /* 26 */
技术分享        c 
= GG(c, d, a, b, groups[3], S23, 0xf4d50d87L); /* 27 */
技术分享        b 
= GG(b, c, d, a, groups[8], S24, 0x455a14edL); /* 28 */
技术分享        a 
= GG(a, b, c, d, groups[13], S21, 0xa9e3e905L); /* 29 */
技术分享        d 
= GG(d, a, b, c, groups[2], S22, 0xfcefa3f8L); /* 30 */
技术分享        c 
= GG(c, d, a, b, groups[7], S23, 0x676f02d9L); /* 31 */
技术分享        b 
= GG(b, c, d, a, groups[12], S24, 0x8d2a4c8aL); /* 32 */
技术分享
技术分享        
/*第三轮*/
技术分享        a 
= HH(a, b, c, d, groups[5], S31, 0xfffa3942L); /* 33 */
技术分享        d 
= HH(d, a, b, c, groups[8], S32, 0x8771f681L); /* 34 */
技术分享        c 
= HH(c, d, a, b, groups[11], S33, 0x6d9d6122L); /* 35 */
技术分享        b 
= HH(b, c, d, a, groups[14], S34, 0xfde5380cL); /* 36 */
技术分享        a 
= HH(a, b, c, d, groups[1], S31, 0xa4beea44L); /* 37 */
技术分享        d 
= HH(d, a, b, c, groups[4], S32, 0x4bdecfa9L); /* 38 */
技术分享        c 
= HH(c, d, a, b, groups[7], S33, 0xf6bb4b60L); /* 39 */
技术分享        b 
= HH(b, c, d, a, groups[10], S34, 0xbebfbc70L); /* 40 */
技术分享        a 
= HH(a, b, c, d, groups[13], S31, 0x289b7ec6L); /* 41 */
技术分享        d 
= HH(d, a, b, c, groups[0], S32, 0xeaa127faL); /* 42 */
技术分享        c 
= HH(c, d, a, b, groups[3], S33, 0xd4ef3085L); /* 43 */
技术分享        b 
= HH(b, c, d, a, groups[6], S34, 0x4881d05L); /* 44 */
技术分享        a 
= HH(a, b, c, d, groups[9], S31, 0xd9d4d039L); /* 45 */
技术分享        d 
= HH(d, a, b, c, groups[12], S32, 0xe6db99e5L); /* 46 */
技术分享        c 
= HH(c, d, a, b, groups[15], S33, 0x1fa27cf8L); /* 47 */
技术分享        b 
= HH(b, c, d, a, groups[2], S34, 0xc4ac5665L); /* 48 */
技术分享
技术分享        
/*第四轮*/
技术分享        a 
= II(a, b, c, d, groups[0], S41, 0xf4292244L); /* 49 */
技术分享        d 
= II(d, a, b, c, groups[7], S42, 0x432aff97L); /* 50 */
技术分享        c 
= II(c, d, a, b, groups[14], S43, 0xab9423a7L); /* 51 */
技术分享        b 
= II(b, c, d, a, groups[5], S44, 0xfc93a039L); /* 52 */
技术分享        a 
= II(a, b, c, d, groups[12], S41, 0x655b59c3L); /* 53 */
技术分享        d 
= II(d, a, b, c, groups[3], S42, 0x8f0ccc92L); /* 54 */
技术分享        c 
= II(c, d, a, b, groups[10], S43, 0xffeff47dL); /* 55 */
技术分享        b 
= II(b, c, d, a, groups[1], S44, 0x85845dd1L); /* 56 */
技术分享        a 
= II(a, b, c, d, groups[8], S41, 0x6fa87e4fL); /* 57 */
技术分享        d 
= II(d, a, b, c, groups[15], S42, 0xfe2ce6e0L); /* 58 */
技术分享        c 
= II(c, d, a, b, groups[6], S43, 0xa3014314L); /* 59 */
技术分享        b 
= II(b, c, d, a, groups[13], S44, 0x4e0811a1L); /* 60 */
技术分享        a 
= II(a, b, c, d, groups[4], S41, 0xf7537e82L); /* 61 */
技术分享        d 
= II(d, a, b, c, groups[11], S42, 0xbd3af235L); /* 62 */
技术分享        c 
= II(c, d, a, b, groups[2], S43, 0x2ad7d2bbL); /* 63 */
技术分享        b 
= II(b, c, d, a, groups[9], S44, 0xeb86d391L); /* 64 */
技术分享
技术分享        
/*增加到之前计算的结果其中*/
技术分享        result[
0+= a;
技术分享        result[
1+= b;
技术分享        result[
2+= c;
技术分享        result[
3+= d;
技术分享        result[
0]=result[0]&0xFFFFFFFFL;
技术分享        result[
1]=result[1]&0xFFFFFFFFL;
技术分享        result[
2]=result[2]&0xFFFFFFFFL;
技术分享        result[
3]=result[3]&0xFFFFFFFFL;
技术分享    }

技术分享    
技术分享    
/**
技术分享     * 以下是处理要用到的线性函数
技术分享     
*/

技术分享    
private static long F(long x, long y, long z) {
技术分享        
return (x & y) | ((~x) & z);
技术分享    }

技术分享
技术分享    
private static long G(long x, long y, long z) {
技术分享        
return (x & z) | (y & (~z));
技术分享    }

技术分享
技术分享    
private static long H(long x, long y, long z) {
技术分享        
return x ^ y ^ z;
技术分享    }

技术分享
技术分享    
private static long I(long x, long y, long z) {
技术分享        
return y ^ (x | (~z));
技术分享    }

技术分享
技术分享    
private static long FF(long a, long b, long c, long d, long x, long s,
技术分享            
long ac) {
技术分享        a 
+= (F(b, c, d)&0xFFFFFFFFL+ x + ac;
技术分享        a 
= ((a&0xFFFFFFFFL)<< s) | ((a&0xFFFFFFFFL>>> (32 - s));
技术分享        a 
+= b;
技术分享        
return (a&0xFFFFFFFFL);
技术分享    }

技术分享
技术分享    
private static long GG(long a, long b, long c, long d, long x, long s,
技术分享            
long ac) {
技术分享        a 
+= (G(b, c, d)&0xFFFFFFFFL+ x + ac;
技术分享        a 
= ((a&0xFFFFFFFFL<< s) | ((a&0xFFFFFFFFL>>> (32 - s));
技术分享        a 
+= b;
技术分享        
return (a&0xFFFFFFFFL);
技术分享    }

技术分享
技术分享    
private static long HH(long a, long b, long c, long d, long x, long s,
技术分享            
long ac) {
技术分享        a 
+= (H(b, c, d)&0xFFFFFFFFL+ x + ac;
技术分享        a 
= ((a&0xFFFFFFFFL<< s) | ((a&0xFFFFFFFFL>>> (32 - s));
技术分享        a 
+= b;
技术分享        
return (a&0xFFFFFFFFL);
技术分享    }

技术分享
技术分享    
private static long II(long a, long b, long c, long d, long x, long s,
技术分享            
long ac) {
技术分享        a 
+= (I(b, c, d)&0xFFFFFFFFL+ x + ac;
技术分享        a 
= ((a&0xFFFFFFFFL<< s) | ((a&0xFFFFFFFFL>>> (32 - s));
技术分享        a 
+= b;
技术分享        
return (a&0xFFFFFFFFL);
技术分享    }

技术分享}

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MD5安全性:
    普遍觉得MD5是非常安全,由于暴力破解的时间是一般人无法接受的。实际上假设把用户的passwordMD5处理后再存储到数据库,事实上是非常不安全的。由于用户的password是比較短的,并且非常多用户的password都使用生日,手机号码,身份证号码,电话号码等等。或者使用经常使用的一些吉利的数字,或者某个英文单词。假设我把经常使用的password先MD5处理,把数据存储起来,然后再跟你的MD5结果匹配,这时我就有可能得到明文。比方某个MD5破解站点http://www.cmd5.com/default.aspx,我把其站点下的公告复制例如以下
  md5破解、动网论坛password破解等不再须要用穷举法,本站共同拥有md5记录235亿条,还在不断增长中,已包括10位及10位下面数字、7位字母、部分7位字母+数字,所有6位及下面字母加数字等组合,并针对国内用户做了大量优化,比如已经包括所有手机号码、全国部分大中城市固定电话号码、百家姓、经常使用拼音等大量组合,另增加了某大型站点真实会员password数据10万条。本站数据量大,查询速度快,同一时候支持16位及32位password查询。通过对10万会员的真实动网论坛样本数据的測试,本站对于动网论坛password的命中率达到83%
  本站4T的硬盘已经上线,正在生成数据,估计须要2个月左右时间,到时候本站能查询到12位数字和9位字母。
   你能够用你的生日,手机号码去測试一下。
   我认为仅仅须要将上面我写的MD5的标准幻数A,B,C,D的值改动一下,改动后也不是MD5算法了,由于不能保证唯一性。这样就算别人得到32位的值,他假设不知道幻数的值是无法还原明文的。就算得到了幻数,也是非常难破解的。

     JAVA实现MD5
    在java中实现MD5是非常easy的,在包java.security有个类MessageDigest。官方文档例如以下
    MessageDigest 类为应用程序提供信息摘要算法的功能,如 MD5 或 SHA 算法。信息摘要是安全的单向哈希函数,它接收随意大小的数据,输出固定长度的哈希值。 

    MessageDigest 对象開始被初始化。该对象通过使用 update 方法处理数据。不论什么时候都能够调用 reset 方法重置摘要。一旦全部须要更新的数据都已经被更新了,应该调用 digest 方法之中的一个完毕哈希计算。 

    对于给定数量的更新数据,digest 方法仅仅能被调用一次。digest 被调用后,MessageDigest 对象被又一次设置成其初始状态。
   使用MessageDigest非常easy,比如 
技术分享package woxingwosu;
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/************************************************
技术分享 * MD5 算法
技术分享 * @author 我行我素
技术分享 * @Date 2007-07-06
技术分享************************************************
*/

技术分享import java.security.MessageDigest;
技术分享
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public class MyMD5 {
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技术分享    
static char[] hex = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F}
技术分享    
public static void main(String[] args) {
技术分享        
try{
技术分享            MessageDigest md5 
= MessageDigest.getInstance("MD5");//申明使用MD5算法
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            md5.update("a".getBytes());//
技术分享
            System.out.println("md5(a)="+byte2str(md5.digest()));
技术分享            md5.update(
"a".getBytes());
技术分享            md5.update(
"bc".getBytes());
技术分享            System.
out.println("md5(abc)="+byte2str(md5.digest()));
技术分享        }
catch(Exception e){
技术分享            e.printStackTrace();
技术分享        }

技术分享    }

技术分享    
技术分享    
/**
技术分享     * 将字节数组转换成十六进制字符串
技术分享     * @param bytes
技术分享     * @return
技术分享     
*/

技术分享    
private static String byte2str(byte []bytes){
技术分享        
int len = bytes.length;   
技术分享        StringBuffer result 
= new StringBuffer();    
技术分享        
for (int i = 0; i < len; i++{   
技术分享            
byte byte0 = bytes[i];   
技术分享            result.append(hex[byte0 
>>> 4 & 0xf]);   
技术分享            result.append(hex[byte0 
& 0xf]);   
技术分享        }

技术分享        
return result.toString();
技术分享    }

技术分享}
 
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  另外附上其它版本号的MD5算法的实现(来自网络)
    1)JS版的MD5(调用方法:md5(明文))
技术分享/*
技术分享 * A JavaScript implementation of the RSA Data Security, Inc. MD5 Message
技术分享 * Digest Algorithm, as defined in RFC 1321.
技术分享 * Version 2.1 Copyright (C) Paul Johnston 1999 - 2002.
技术分享 * Other contributors: Greg Holt, Andrew Kepert, Ydnar, Lostinet
技术分享 * Distributed under the BSD License
技术分享 * See http://pajhome.org.uk/crypt/md5 for more info.
技术分享 
*/

技术分享
技术分享
/*
技术分享 * Configurable variables. You may need to tweak these to be compatible with
技术分享 * the server-side, but the defaults work in most cases.
技术分享 
*/

技术分享
var hexcase = 1;  /* hex output format. 0 - lowercase; 1 - uppercase        */
技术分享
var b64pad  = ""/* base-64 pad character. "=" for strict RFC compliance   */
技术分享
var chrsz   = 8;  /* bits per input character. 8 - ASCII; 16 - Unicode      */
技术分享
技术分享
/*
技术分享 * These are the functions you‘ll usually want to call
技术分享 * They take string arguments and return either hex or base-64 encoded strings
技术分享 
*/

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function hex_md5(s)return binl2hex(core_md5(str2binl(s), s.length * chrsz));}
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function str_md5(s)return binl2str(core_md5(str2binl(s), s.length * chrsz));}
技术分享
function hex_hmac_md5(key, data) return binl2hex(core_hmac_md5(key, data)); }
技术分享
function str_hmac_md5(key, data) return binl2str(core_hmac_md5(key, data)); }
技术分享
技术分享
/*
技术分享 * Calculate the MD5 of an array of little-endian words, and a bit length
技术分享 
*/

技术分享
function core_md5(x, len)
技术分享
{
技术分享  
/* append padding */
技术分享  x[len 
>> 5|= 0x80 << ((len) % 32);
技术分享  x[(((len 
+ 64>>> 9<< 4+ 14= len;
技术分享
技术分享  
var a =  1732584193;
技术分享  
var b = -271733879;
技术分享  
var c = -1732584194;
技术分享  
var d =  271733878;
技术分享
技术分享  
for(var i = 0; i < x.length; i += 16)
技术分享  
{
技术分享    
var olda = a;
技术分享    
var oldb = b;
技术分享    
var oldc = c;
技术分享    
var oldd = d;
技术分享
技术分享    a 
= md5_ff(a, b, c, d, x[i+ 0], 7 , -680876936);
技术分享    d 
= md5_ff(d, a, b, c, x[i+ 1], 12-389564586);
技术分享    c 
= md5_ff(c, d, a, b, x[i+ 2], 17,  606105819);
技术分享    b 
= md5_ff(b, c, d, a, x[i+ 3], 22-1044525330);
技术分享    a 
= md5_ff(a, b, c, d, x[i+ 4], 7 , -176418897);
技术分享    d 
= md5_ff(d, a, b, c, x[i+ 5], 12,  1200080426);
技术分享    c 
= md5_ff(c, d, a, b, x[i+ 6], 17-1473231341);
技术分享    b 
= md5_ff(b, c, d, a, x[i+ 7], 22-45705983);
技术分享    a 
= md5_ff(a, b, c, d, x[i+ 8], 7 ,  1770035416);
技术分享    d 
= md5_ff(d, a, b, c, x[i+ 9], 12-1958414417);
技术分享    c 
= md5_ff(c, d, a, b, x[i+10], 17-42063);
技术分享    b 
= md5_ff(b, c, d, a, x[i+11], 22-1990404162);
技术分享    a 
= md5_ff(a, b, c, d, x[i+12], 7 ,  1804603682);
技术分享    d 
= md5_ff(d, a, b, c, x[i+13], 12-40341101);
技术分享    c 
= md5_ff(c, d, a, b, x[i+14], 17-1502002290);
技术分享    b 
= md5_ff(b, c, d, a, x[i+15], 22,  1236535329);
技术分享
技术分享    a 
= md5_gg(a, b, c, d, x[i+ 1], 5 , -165796510);
技术分享    d 
= md5_gg(d, a, b, c, x[i+ 6], 9 , -1069501632);
技术分享    c 
= md5_gg(c, d, a, b, x[i+11], 14,  643717713);
技术分享    b 
= md5_gg(b, c, d, a, x[i+ 0], 20-373897302);
技术分享    a 
= md5_gg(a, b, c, d, x[i+ 5], 5 , -701558691);
技术分享    d 
= md5_gg(d, a, b, c, x[i+10], 9 ,  38016083);
技术分享    c 
= md5_gg(c, d, a, b, x[i+15], 14-660478335);
技术分享    b 
= md5_gg(b, c, d, a, x[i+ 4], 20-405537848);
技术分享    a 
= md5_gg(a, b, c, d, x[i+ 9], 5 ,  568446438);
技术分享    d 
= md5_gg(d, a, b, c, x[i+14], 9 , -1019803690);
技术分享    c 
= md5_gg(c, d, a, b, x[i+ 3], 14-187363961);
技术分享    b 
= md5_gg(b, c, d, a, x[i+ 8], 20,  1163531501);
技术分享    a 
= md5_gg(a, b, c, d, x[i+13], 5 , -1444681467);
技术分享    d 
= md5_gg(d, a, b, c, x[i+ 2], 9 , -51403784);
技术分享    c 
= md5_gg(c, d, a, b, x[i+ 7], 14,  1735328473);
技术分享    b 
= md5_gg(b, c, d, a, x[i+12], 20-1926607734);
技术分享
技术分享    a 
= md5_hh(a, b, c, d, x[i+ 5], 4 , -378558);
技术分享    d 
= md5_hh(d, a, b, c, x[i+ 8], 11-2022574463);
技术分享    c 
= md5_hh(c, d, a, b, x[i+11], 16,  1839030562);
技术分享    b 
= md5_hh(b, c, d, a, x[i+14], 23-35309556);
技术分享    a 
= md5_hh(a, b, c, d, x[i+ 1], 4 , -1530992060);
技术分享    d 
= md5_hh(d, a, b, c, x[i+ 4], 11,  1272893353);
技术分享    c 
= md5_hh(c, d, a, b, x[i+ 7], 16-155497632);
技术分享    b 
= md5_hh(b, c, d, a, x[i+10], 23-1094730640);
技术分享    a 
= md5_hh(a, b, c, d, x[i+13], 4 ,  681279174);
技术分享    d 
= md5_hh(d, a, b, c, x[i+ 0], 11-358537222);
技术分享    c 
= md5_hh(c, d, a, b, x[i+ 3], 16-722521979);
技术分享    b 
= md5_hh(b, c, d, a, x[i+ 6], 23,  76029189);
技术分享    a 
= md5_hh(a, b, c, d, x[i+ 9], 4 , -640364487);
技术分享    d 
= md5_hh(d, a, b, c, x[i+12], 11-421815835);
技术分享    c 
= md5_hh(c, d, a, b, x[i+15], 16,  530742520);
技术分享    b 
= md5_hh(b, c, d, a, x[i+ 2], 23-995338651);
技术分享
技术分享    a 
= md5_ii(a, b, c, d, x[i+ 0], 6 , -198630844);
技术分享    d 
= md5_ii(d, a, b, c, x[i+ 7], 10,  1126891415);
技术分享    c 
= md5_ii(c, d, a, b, x[i+14], 15-1416354905);
技术分享    b 
= md5_ii(b, c, d, a, x[i+ 5], 21-57434055);
技术分享    a 
= md5_ii(a, b, c, d, x[i+12], 6 ,  1700485571);
技术分享    d 
= md5_ii(d, a, b, c, x[i+ 3], 10-1894986606);
技术分享    c 
= md5_ii(c, d, a, b, x[i+10], 15-1051523);
技术分享    b 
= md5_ii(b, c, d, a, x[i+ 1], 21-2054922799);
技术分享    a 
= md5_ii(a, b, c, d, x[i+ 8], 6 ,  1873313359);
技术分享    d 
= md5_ii(d, a, b, c, x[i+15], 10-30611744);
技术分享    c 
= md5_ii(c, d, a, b, x[i+ 6], 15-1560198380);
技术分享    b 
= md5_ii(b, c, d, a, x[i+13], 21,  1309151649);
技术分享    a 
= md5_ii(a, b, c, d, x[i+ 4], 6 , -145523070);
技术分享    d 
= md5_ii(d, a, b, c, x[i+11], 10-1120210379);
技术分享    c 
= md5_ii(c, d, a, b, x[i+ 2], 15,  718787259);
技术分享    b 
= md5_ii(b, c, d, a, x[i+ 9], 21-343485551);
技术分享
技术分享    a 
= safe_add(a, olda);
技术分享    b 
= safe_add(b, oldb);
技术分享    c 
= safe_add(c, oldc);
技术分享    d 
= safe_add(d, oldd);
技术分享  }

技术分享  
return Array(a, b, c, d);
技术分享
技术分享}

技术分享
技术分享
/*
技术分享 * These functions implement the four basic operations the algorithm uses.
技术分享 
*/

技术分享
function md5_cmn(q, a, b, x, s, t)
技术分享
{
技术分享  
return safe_add(bit_rol(safe_add(safe_add(a, q), safe_add(x, t)), s),b);
技术分享}

技术分享
function md5_ff(a, b, c, d, x, s, t)
技术分享
{
技术分享  
return md5_cmn((b & c) | ((~b) & d), a, b, x, s, t);
技术分享}

技术分享
function md5_gg(a, b, c, d, x, s, t)
技术分享
{
技术分享  
return md5_cmn((b & d) | (c & (~d)), a, b, x, s, t);
技术分享}

技术分享
function md5_hh(a, b, c, d, x, s, t)
技术分享
{
技术分享  
return md5_cmn(b ^ c ^ d, a, b, x, s, t);
技术分享}

技术分享
function md5_ii(a, b, c, d, x, s, t)
技术分享
{
技术分享  
return md5_cmn(c ^ (b | (~d)), a, b, x, s, t);
技术分享}

技术分享
技术分享
/*
技术分享 * Calculate the HMAC-MD5, of a key and some data
技术分享 
*/

技术分享
function core_hmac_md5(key, data)
技术分享
{
技术分享  
var bkey = str2binl(key);
技术分享  
if(bkey.length > 16) bkey = core_md5(bkey, key.length * chrsz);
技术分享
技术分享  
var ipad = Array(16), opad = Array(16);
技术分享  
for(var i = 0; i < 16; i++)
技术分享  
{
技术分享    ipad[i] 
= bkey[i] ^ 0x36363636;
技术分享    opad[i] 
= bkey[i] ^ 0x5C5C5C5C;
技术分享  }

技术分享
技术分享  
var hash = core_md5(ipad.concat(str2binl(data)), 512 + data.length * chrsz);
技术分享  
return core_md5(opad.concat(hash), 512 + 128);
技术分享}

技术分享
技术分享
/*
技术分享 * Add integers, wrapping at 2^32. This uses 16-bit operations internally
技术分享 * to work around bugs in some JS interpreters.
技术分享 
*/

技术分享
function safe_add(x, y)
技术分享
{
技术分享  
var lsw = (x & 0xFFFF+ (y & 0xFFFF);
技术分享  
var msw = (x >> 16+ (y >> 16+ (lsw >> 16);
技术分享  
return (msw << 16| (lsw & 0xFFFF);
技术分享}

技术分享
技术分享
/*
技术分享 * Bitwise rotate a 32-bit number to the left.
技术分享 
*/

技术分享
function bit_rol(num, cnt)
技术分享
{
技术分享  
return (num << cnt) | (num >>> (32 - cnt));
技术分享}

技术分享
技术分享
/*
技术分享 * Convert a string to an array of little-endian words
技术分享 * If chrsz is ASCII, characters >255 have their hi-byte silently ignored.
技术分享 
*/

技术分享
function str2binl(str)
技术分享
{
技术分享  
var bin = Array();
技术分享  
var mask = (1 << chrsz) - 1;
技术分享  
for(var i = 0; i < str.length * chrsz; i += chrsz)
技术分享    bin[i
>>5|= (str.charCodeAt(i / chrsz) & mask) << (i%32);
技术分享  
return bin;
技术分享}

技术分享
技术分享
/*
技术分享 * Convert an array of little-endian words to a string
技术分享 
*/

技术分享
function binl2str(bin)
技术分享
{
技术分享  
var str = "";
技术分享  
var mask = (1 << chrsz) - 1;
技术分享  
for(var i = 0; i < bin.length * 32; i += chrsz)
技术分享    str 
+= String.fromCharCode((bin[i>>5>>> (i % 32)) & mask);
技术分享  
return str;
技术分享}

技术分享
技术分享
/*
技术分享 * Convert an array of little-endian words to a hex string.
技术分享 
*/

技术分享
function binl2hex(binarray)
技术分享
{
技术分享  
var hex_tab = hexcase ? "0123456789ABCDEF" : "0123456789abcdef";
技术分享  
var str = "";
技术分享  
for(var i = 0; i < binarray.length * 4; i++)
技术分享  
{
技术分享    str 
+= hex_tab.charAt((binarray[i>>2>> ((i%4)*8+4)) & 0xF+
技术分享           hex_tab.charAt((binarray[i
>>2>> ((i%4)*8  )) & 0xF);
技术分享  }

技术分享  
return str;
技术分享}

技术分享
技术分享String.prototype.trim 
= function(){return this.replace(/(^s*)|(s*$)/g, "");}
技术分享
技术分享
function md5(text) {
技术分享    
return hex_md5(text.trim());
技术分享}

MD5算法原理

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原文地址:http://www.cnblogs.com/gcczhongduan/p/4309605.html

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