MD5算法原理及实现

Python06

MD5算法原理及实现,第1张

散列函数,也称作哈希函数,消息摘要函数,单向函数或者杂凑函数。散列函数主要用于验证数据的完整性。通过散列函数,可以创建消息的“数字指纹”,消息接收方可以通过校验消息的哈希值来验证消息的完整性,防止消息被篡改。散列函数具有以下特性:

任何消息经过散列函数处理后,都会产生一个唯一的散列值,这个散列值可以用来验证消息的完整性。计算消息散列值的过程被称为“消息摘要”,计算消息散列值的算法被称为消息摘要算法。常使用的消息摘要算法有:MD—消息摘要算法,SHA—安全散列算法,MAC—消息认证码算法。本文主要来了解MD算法。

MD5算法是典型的消息摘要算法,它是由MD4,MD3和MD2算法演变而来。无论是哪一种MD算法,其原理都是接受一个任意长度的消息并产生一个128位的消息摘要。如果把得到的消息摘要转换成十六进制字符串,则会得到一个32字节长度的字符串,我们平常见到的大部分MD数字指纹就是一个长度为32的十六进制字符串。

假设原始消息长度是b(以bit为单位),注意这里b可以是任意长度,并不一定要是8的整数倍。计算该消息MD5值的过程如下:

在计算消息的MD5值之前,首先对原始信息进行填充,这里的信息填充分为两步。

第一步,对原始信息进行填充,填充之后,要求信息的长度对512取余等于448。填充的规则如下:假设原始信息长度为b bit,那么在信息的b+1 bit位填充1,剩余的位填充0,直到信息长度对512取余为448。这里有一点需要注意,如果原始信息长度对512取余正好等于448,这种情况仍然要进行填充,很明显,在这时我们要填充的信息长度是512位,直到信息长度对512取余再次等于448。所以,填充的位数最少为1,最大为512。

第二步,填充信息长度,我们需要把原始信息长度转换成以bit为单位,然后在第一步操作的结果后面填充64bit的数据表示原始信息长度。第一步对原始信息进行填充之后,信息长度对512取余结果为448,这里再填充64bit的长度信息,整个信息恰好可以被512整除。其实从后续过程可以看到,计算MD5时,是将信息分为若干个分组进行处理的,每个信息分组的长度是512bit。

在进行MD5值计算之前,我们先来做一些定义。

下面就是最核心的信息处理过程,计算MD5的过程实际上就是轮流处理每个信息分组的过程。

MD5算法实现如下所示。

这里也和Java提供的标准MD5算法进行了对比,通过测试可以看到该MD5计算的结果和Java标准MD5算法的计算结果是一样的。

这是我以前做的一个小项目时用到md5写的

import java.security.MessageDigest

import java.security.NoSuchAlgorithmException

//将用户密码进行md5加密   并返回加密后的32位十六进制密码

public class MD5Util {

public static String md5(String password) {

try {

// 获取md5对象

MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("md5")

// 获取加密后的密码并返回十进制字节数组

byte[] bytes = md.digest(password.getBytes())

// 遍历数组得到每个十进制数并转换成十六进制

StringBuffer sb = new StringBuffer()

for (byte b : bytes) {

// 把每个数转成十六进制 存进字符中

sb.append(toHex(b))

}

String finish = sb.toString()

return finish

} catch (NoSuchAlgorithmException e) {

e.printStackTrace()

throw new RuntimeException(e)

}

}

// 十进制转十六进制方法

private static String toHex(byte b) {

int target = 0

if (b <0) {

target = 255 + b

} else {

target = b

}

int first = target / 16

int second = target % 16

return Hex[first] + Hex[second]

}

static String[] Hex = { "0", "1", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9",

"a", "b", "c", "d", "e", "f" }

/*public static void main(String[] args) {

String a = MD5Util.md5("1234")

System.out.println(a)

}*/

}