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1、MD5概念
MD5信息摘要算法（MD5 Message-Digest Algorithm），一种被广泛使用的密码散列函数，可以产生出一个128位（16字节）的散列值（hash value）md5在线转换，用于确保信息传输完整一致。输入任意长度的数据经过处理，输出都是128位的信息（数字指纹）。不同的输入得到的不同的结果，在有限范围内是唯一的，毕竟字符的组合是无限的，大于2^128种。MD5加密过程是一个有损的加密过程，几乎不能还原出原始数据。
2、MD5算法（C语言版）
md5.h
#ifndef MD5_H
#define MD5_H
typedef struct
{
unsigned int count[2];
unsigned int state[4];
unsigned char buffer[64];
}MD5_CTX;
#define F(x,y,z) ((x & y) | (~x & z))
#define G(x,y,z) ((x & z) | (y & ~z))
#define H(x,y,z) (x^y^z)
#define I(x,y,z) (y ^ (x | ~z))
#define ROTATE_LEFT(x,n) ((x <> (32-n)))
#define FF(a,b,c,d,x,s,ac)
{
a += F(b,c,d) + x + ac;
a = ROTATE_LEFT(a,s);
a += b;
}
#define GG(a,b,c,d,x,s,ac)
{
a += G(b,c,d) + x + ac;
a = ROTATE_LEFT(a,s);
a += b;
}
#define HH(a,b,c,d,x,s,ac)
{
a += H(b,c,d) + x + ac;
a = ROTATE_LEFT(a,s);
a += b;
}
#define II(a,b,c,d,x,s,ac)
{
a += I(b,c,d) + x + ac;
a = ROTATE_LEFT(a,s);
a += b;
}
extern void MD5Init(MD5_CTX *context);
extern void MD5Update(MD5_CTX *context,unsigned char *input,unsigned int inputlen);
extern void MD5Final(MD5_CTX *context,unsigned char digest[16]);
#endif // MD5_H
md5.c
#include "md5.h"
static void MD5Transform(unsigned int state[4],unsigned char block[64]);
static void MD5Encode(unsigned char *output,unsigned int *input,unsigned int len);
static void MD5Decode(unsigned int *output,unsigned char *input,unsigned int len);
unsigned char PADDING[]={0x80,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};
static void MD5Encode(unsigned char *output,unsigned int *input,unsigned int len)
{
unsigned int i = 0,j = 0;
while(j < len)
{
output[j] = input[i] & 0xFF;
output[j+1] = (input[i] >> 8) & 0xFF;
output[j+2] = (input[i] >> 16) & 0xFF;
output[j+3] = (input[i] >> 24) & 0xFF;
i++;
j+=4;
}
}
static void MD5Decode(unsigned int *output,unsigned char *input,unsigned int len)
{
unsigned int i = 0,j = 0;
while(j < len)
{
output[i] = (input[j]) |(input[j+1] << 8) |(input[j+2] << 16) |(input[j+3] << 24);
i++;
j+=4;
}
}
static void MD5Transform(unsigned int state[4],unsigned char block[64])
{
unsigned int a = state[0];
unsigned int b = state[1];
unsigned int c = state[2];
unsigned int d = state[3];
unsigned int x[64];
MD5Decode(x,block,64);
/* Round 1 */
FF(a, b, c, d, x[ 0], 7, 0xd76aa478); /* 1 */
FF(d, a, b, c, x[ 1], 12, 0xe8c7b756); /* 2 */
FF(c, d, a, b, x[ 2], 17, 0x242070db); /* 3 */
FF(b, c, d, a, x[ 3], 22, 0xc1bdceee); /* 4 */
FF(a, b, c, d, x[ 4], 7, 0xf57c0faf); /* 5 */
FF(d, a, b, c, x[ 5], 12, 0x4787c62a); /* 6 */
FF(c, d, a, b, x[ 6], 17, 0xa8304613); /* 7 */
FF(b, c, d, a, x[ 7], 22, 0xfd469501); /* 8 */
FF(a, b, c, d, x[ 8], 7, 0x698098d8); /* 9 */
FF(d, a, b, c, x[ 9], 12, 0x8b44f7af); /* 10 */
FF(c, d, a, b, x[10], 17, 0xffff5bb1); /* 11 */
FF(b, c, d, a, x[11], 22, 0x895cd7be); /* 12 */
FF(a, b, c, d, x[12], 7, 0x6b901122); /* 13 */
FF(d, a, b, c, x[13], 12, 0xfd987193); /* 14 */
FF(c, d, a, b, x[14], 17, 0xa679438e); /* 15 */
FF(b, c, d, a, x[15], 22, 0x49b40821); /* 16 */
/* Round 2 */
GG(a, b, c, d, x[ 1], 5, 0xf61e2562); /* 17 */
GG(d, a, b, c, x[ 6], 9, 0xc040b340); /* 18 */
GG(c, d, a, b, x[11], 14, 0x265e5a51); /* 19 */
GG(b, c, d, a, x[ 0], 20, 0xe9b6c7aa); /* 20 */
GG(a, b, c, d, x[ 5], 5, 0xd62f105d); /* 21 */
GG(d, a, b, c, x[10], 9, 0x2441453); /* 22 */
GG(c, d, a, b, x[15], 14, 0xd8a1e681); /* 23 */
GG(b, c, d, a, x[ 4], 20, 0xe7d3fbc8); /* 24 */
GG(a, b, c, d, x[ 9], 5, 0x21e1cde6); /* 25 */
GG(d, a, b, c, x[14], 9, 0xc33707d6); /* 26 */
GG(c, d, a, b, x[ 3], 14, 0xf4d50d87); /* 27 */
GG(b, c, d, a, x[ 8], 20, 0x455a14ed); /* 28 */
GG(a, b, c, d, x[13], 5, 0xa9e3e905); /* 29 */
GG(d, a, b, c, x[ 2], 9, 0xfcefa3f8); /* 30 */
GG(c, d, a, b, x[ 7], 14, 0x676f02d9); /* 31 */
GG(b, c, d, a, x[12], 20, 0x8d2a4c8a); /* 32 */
/* Round 3 */
HH(a, b, c, d, x[ 5], 4, 0xfffa3942); /* 33 */
HH(d, a, b, c, x[ 8], 11, 0x8771f681); /* 34 */
HH(c, d, a, b, x[11], 16, 0x6d9d6122); /* 35 */
HH(b, c, d, a, x[14], 23, 0xfde5380c); /* 36 */
HH(a, b, c, d, x[ 1], 4, 0xa4beea44); /* 37 */
HH(d, a, b, c, x[ 4], 11, 0x4bdecfa9); /* 38 */
HH(c, d, a, b, x[ 7], 16, 0xf6bb4b60); /* 39 */
HH(b, c, d, a, x[10], 23, 0xbebfbc70); /* 40 */
HH(a, b, c, d, x[13], 4, 0x289b7ec6); /* 41 */
HH(d, a, b, c, x[ 0], 11, 0xeaa127fa); /* 42 */
HH(c, d, a, b, x[ 3], 16, 0xd4ef3085); /* 43 */
HH(b, c, d, a, x[ 6], 23, 0x4881d05); /* 44 */
HH(a, b, c, d, x[ 9], 4, 0xd9d4d039); /* 45 */
HH(d, a, b, c, x[12], 11, 0xe6db99e5); /* 46 */
HH(c, d, a, b, x[15], 16, 0x1fa27cf8); /* 47 */
HH(b, c, d, a, x[ 2], 23, 0xc4ac5665); /* 48 */
/* Round 4 */
II(a, b, c, d, x[ 0], 6, 0xf4292244); /* 49 */
II(d, a, b, c, x[ 7], 10, 0x432aff97); /* 50 */
II(c, d, a, b, x[14], 15, 0xab9423a7); /* 51 */
II(b, c, d, a, x[ 5], 21, 0xfc93a039); /* 52 */
II(a, b, c, d, x[12], 6, 0x655b59c3); /* 53 */
II(d, a, b, c, x[ 3], 10, 0x8f0ccc92); /* 54 */
II(c, d, a, b, x[10], 15, 0xffeff47d); /* 55 */
II(b, c, d, a, x[ 1], 21, 0x85845dd1); /* 56 */
II(a, b, c, d, x[ 8], 6, 0x6fa87e4f); /* 57 */
II(d, a, b, c, x[15], 10, 0xfe2ce6e0); /* 58 */
II(c, d, a, b, x[ 6], 15, 0xa3014314); /* 59 */
II(b, c, d, a, x[13], 21, 0x4e0811a1); /* 60 */
II(a, b, c, d, x[ 4], 6, 0xf7537e82); /* 61 */
II(d, a, b, c, x[11], 10, 0xbd3af235); /* 62 */
II(c, d, a, b, x[ 2], 15, 0x2ad7d2bb); /* 63 */
II(b, c, d, a, x[ 9], 21, 0xeb86d391); /* 64 */
state[0] += a;
state[1] += b;
state[2] += c;
state[3] += d;
}
void MD5Init(MD5_CTX *context)
{
context->count[0] = 0;
context->count[1] = 0;
context->state[0] = 0x67452301;
context->state[1] = 0xEFCDAB89;
context->state[2] = 0x98BADCFE;
context->state[3] = 0x10325476;
}
void MD5Update(MD5_CTX *context,unsigned char *input,unsigned int inputlen)
{
unsigned int i = 0,index = 0,partlen = 0;
index = (context->count[0] >> 3) & 0x3F;
partlen = 64 - index;
context->count[0] += inputlen << 3;
if(context->count[0] < (inputlen << 3))
{
context->count[1]++;
}
context->count[1] += inputlen >> 29;
if(inputlen >= partlen)
{
memcpy(&context->buffer[index],input,partlen);
MD5Transform(context->state,context->buffer);
for(i = partlen;i+64 <= inputlen;i+=64)
{
MD5Transform(context->state,&input[i]);
}
index = 0;
}
else
{
i = 0;
}
memcpy(&context->buffer[index],&input[i],inputlen-i);
}
void MD5Final(MD5_CTX *context,unsigned char digest[16])
{
unsigned int index = 0,padlen = 0;
unsigned char bits[8];
index = (context->count[0] >> 3) & 0x3F;
padlen = (index < 56)?(56-index):(120-index);
MD5Encode(bits,context->count,8);
MD5Update(context,PADDING,padlen);
MD5Update(context,bits,8);
MD5Encode(digest,context->state,16);
}
应用范例
#include
#include
#include
#include "md5.h"
extern void MD5Init(MD5_CTX *context);
int main(int argc, char *argv[])
{
int i;
unsigned char source[] ={"gongzhonghao:embedded-system"};
unsigned char md5[16];
MD5_CTX md5Handle;
MD5Init(&md5Handle);
MD5Update(&md5Handle,source,strlen(source));
MD5Final(&md5Handle,md5);
printf("MD5:");
for(i=0;i<16;i++)
{
printf("X",md5[i]);
}
printf("rn");
return 0;
}
输出：
MD5:8FEF6276B43CFD4934BB1E5E44A3B92B
3、应用
嵌入式系统开发中，MD5一般用于校验文件的完整性，如通过网络下载的文件，可能缺少部分或者被篡改，通过计算实际接收文件的MD5码，与原始MD5比较，判断文件是否正确。在密码存储方面，将用户输入的明文密码转成MD5码保存，后期应用只匹配比较MD5码，这样即使后台管理员也无法查看到真实密码。
MD5码在部分情况下不属于加密算法，因为MD5是摘要提取处理，无法根据MD5码解密出原数据md5在线转换，即使有破解，也只是通过穷举字符组合的方式，创建明文与MD5密文对应表，根据MD5倒推出明文。如MD5码为8FEF6276B43CFD4934BB1E5E44A3B92B，可以破解出原数据是”gongzhonghao:embedded-system”，前提是保存有N多明文及其MD5，暴力匹配。
MD5标准是128位，采用16进制表示是16字节，即32个字符，有时为了简便，抛弃前后各8个字符，取正中间的16个字符串，记为MD5-16。
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