MD5加密算法原理及实现

2024-06-29 00:12| 来源: 网络整理| 查看: 265

MD5消息摘要算法，属Hash算法一类。MD5算法对输入任意长度的消息进行运行，产生一个128位的消息摘要。

以下所描述的消息长度、填充数据都以位(Bit)为单位，字节序为小端字节。

算法原理

1、数据填充

对消息进行数据填充，使消息的长度对512取模得448，设消息长度为X，即满足X mod 512=448。根据此公式得出需要填充的数据长度。

填充方法：在消息后面进行填充，填充第一位为1，其余为0。

2、添加消息长度

在第一步结果之后再填充上原消息的长度，可用来进行的存储长度为64位。如果消息长度大于264，则只使用其低64位的值，即（消息长度对 264取模）。

在此步骤进行完毕后，最终消息长度就是512的整数倍。

3、数据处理

准备需要用到的数据：

4个常数： A = 0x67452301, B = 0x0EFCDAB89, C = 0x98BADCFE, D = 0x10325476; 4个函数：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));

把消息分以512位为一分组进行处理，每一个分组进行4轮变换，以上面所说4个常数为起始变量进行计算，重新输出4个变量，以这4个变量再进行下一分组的运算，如果已经是最后一个分组，则这4个变量为最后的结果，即MD5值。

具体计算的实现较为复杂，建议查阅相关书籍，下面给出在C++上的实现代码。

代码实现

#MD5.h

1 #ifndef MD5H 2 #define MD5H 3 #include 4 #include 5 6 void ROL(unsigned int &s, unsigned short cx); //32位数循环左移实现函数 7 void ltob(unsigned int &i); //B\L互转，接受UINT类型 8 unsigned int* MD5(const char* mStr); //接口函数，并执行数据填充，计算MD5时调用此函数 9 10 #endif

#MD5.cpp

1 #include "MD5.h" 2 3 /*4组计算函数*/ 4 inline unsigned int F(unsigned int X, unsigned int Y, unsigned int Z) 5 { 6 return (X & Y) | ((~X) & Z); 7 } 8 inline unsigned int G(unsigned int X, unsigned int Y, unsigned int Z) 9 { 10 return (X & Z) | (Y & (~Z)); 11 } 12 inline unsigned int H(unsigned int X, unsigned int Y, unsigned int Z) 13 { 14 return X ^ Y ^ Z; 15 } 16 inline unsigned int I(unsigned int X, unsigned int Y, unsigned int Z) 17 { 18 return Y ^ (X | (~Z)); 19 } 20 /*4组计算函数结束*/ 21 22 /*32位数循环左移实现函数*/ 23 void ROL(unsigned int &s, unsigned short cx) 24 { 25 if (cx > 32)cx %= 32; 26 s = (s > (32 - cx)); 27 return; 28 } 29 30 /*B\L互转，接收UINT类型*/ 31 void ltob(unsigned int &i) 32 { 33 unsigned int tmp = i;//保存副本 34 byte *psour = (byte*)&tmp, *pdes = (byte*)&i; 35 pdes += 3;//调整指针，准备左右调转 36 for (short i = 3; i >= 0; --i) 37 { 38 CopyMemory(pdes - i, psour + i, 1); 39 } 40 return; 41 } 42 43 /* 44 MD5循环计算函数，label=第几轮循环（1> tmpstr; 11 unsigned int* tmpGroup = MD5(tmpstr); 12 sprintf_s(buf[0], "%8X", tmpGroup[0]); 13 sprintf_s(buf[1], "%8X", tmpGroup[3]); 14 sprintf_s(buf[2], "%8X", tmpGroup[2]); 15 sprintf_s(buf[3], "%8X", tmpGroup[1]); 16 std::cout

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