md5 算法程序+详细注释，高分求教！

Posted 2023-03-02

md5 算法程序+详细注释，详细注释哦！谢谢了！

MD5加密算法简介

一、综述
MD5的全称是message-digest algorithm 5（信息-摘要算法），在90年代初由mit laboratory for computer science和rsa data security inc的ronald l. rivest开发出来，经md2、md3和md4发展而来。它的作用是让大容量信息在用数字签名软件签署私人密匙前被"压缩"成一种保密的格式（就是把一 个任意长度的字节串变换成一定长的大整数）。不管是md2、md4还是md5，它们都需要获得一个随机长度的信息并产生一个128位的信息摘要。虽然这些 算法的结构或多或少有些相似，但md2的设计与md4和md5完全不同，那是因为md2是为8位机器做过设计优化的，而md4和md5却是面向32位的电 脑。这三个算法的描述和c语言源代码在internet rfcs 1321中有详细的描述（http://www.ietf.org/rfc/rfc1321.txt），这是一份最权威的文档，由ronald l. rivest在1992年8月向ieft提交。

rivest在1989年开发出md2算法。在这个算法中，首先对信 息进行数据补位，使信息的字节长度是16的倍数。然后，以一个16位的检验和追加到信息末尾。并且根据这个新产生的信息计算出散列值。后来，rogier 和chauvaud发现如果忽略了检验和将产生md2冲突。md2算法的加密后结果是唯一的--既没有重复。
为了加强算法的安全性， rivest在1990年又开发出md4算法。md4算法同样需要填补信息以确保信息的字节长度加上448后能被512整除（信息字节长度mod 512 = 448）。然后，一个以64位二进制表示的信息的最初长度被添加进来。信息被处理成512位damg?rd/merkle迭代结构的区块，而且每个区块要 通过三个不同步骤的处理。den boer和bosselaers以及其他人很快的发现了攻击md4版本中第一步和第三步的漏洞。dobbertin向大家演示了如何利用一部普通的个人电 脑在几分钟内找到md4完整版本中的冲突（这个冲突实际上是一种漏洞，它将导致对不同的内容进行加密却可能得到相同的加密后结果）。毫无疑问，md4就此 被淘汰掉了。
尽管md4算法在安全上有个这么大的漏洞，但它对在其后才被开发出来的好几种信息安全加密算法的出现却有着不可忽视的引导作用。除了md5以外，其中比较有名的还有sha-1、ripe-md以及haval等。
一年以后，即1991年，rivest开发出技术上更为趋近成熟的md5算法。它在md4的基础上增加了"安全-带子"（safety-belts）的 概念。虽然md5比md4稍微慢一些，但却更为安全。这个算法很明显的由四个和md4设计有少许不同的步骤组成。在md5算法中，信息-摘要的大小和填充 的必要条件与md4完全相同。den boer和bosselaers曾发现md5算法中的假冲突（pseudo-collisions），但除此之外就没有其他被发现的加密后结果了。
van oorschot和wiener曾经考虑过一个在散列中暴力搜寻冲突的函数（brute-force hash function），而且他们猜测一个被设计专门用来搜索md5冲突的机器（这台机器在1994年的制造成本大约是一百万美元）可以平均每24天就找到一 个冲突。但单从1991年到2001年这10年间，竟没有出现替代md5算法的md6或被叫做其他什么名字的新算法这一点，我们就可以看出这个瑕疵并没有 太多的影响md5的安全性。上面所有这些都不足以成为md5的在实际应用中的问题。并且，由于md5算法的使用不需要支付任何版权费用的，所以在一般的情 况下（非绝密应用领域。但即便是应用在绝密领域内，md5也不失为一种非常优秀的中间技术），md5怎么都应该算得上是非常安全的了。

二、算法的应用

md5的典型应用是对一段信息（message）产生信息摘要（message-digest），以防止被篡改。比如，在unix下有很多软件在下载的时候都有一个文件名相同，文件扩展名为.md5的文件，在这个文件中通常只有一行文本，大致结构如：
md5 (tanajiya.tar.gz) = 0ca175b9c0f726a831d895e269332461
这就是tanajiya.tar.gz文件的数字签名。md5将整个文件当作一个大文本信息，通过其不可逆的字符串变换算法，产生了这个唯一的md5信 息摘要。如果在以后传播这个文件的过程中，无论文件的内容发生了任何形式的改变（包括人为修改或者下载过程中线路不稳定引起的传输错误等），只要你对这个 文件重新计算md5时就会发现信息摘要不相同，由此可以确定你得到的只是一个不正确的文件。如果再有一个第三方的认证机构，用md5还可以防止文件作者的 "抵赖"，这就是所谓的数字签名应用。
md5还广泛用于加密和解密技术上。比如在unix系统中用户的密码就是以md5（或其它类似的算 法）经加密后存储在文件系统中。当用户登录的时候，系统把用户输入的密码计算成md5值，然后再去和保存在文件系统中的md5值进行比较，进而确定输入的 密码是否正确。通过这样的步骤，系统在并不知道用户密码的明码的情况下就可以确定用户登录系统的合法性。这不但可以避免用户的密码被具有系统管理员权限的 用户知道，而且还在一定程度上增加了密码被破解的难度。
正是因为这个原因，现在被黑客使用最多的一种破译密码的方法就是一种被称为"跑字 典"的方法。有两种方法得到字典，一种是日常搜集的用做密码的字符串表，另一种是用排列组合方法生成的，先用md5程序计算出这些字典项的md5值，然后 再用目标的md5值在这个字典中检索。我们假设密码的最大长度为8位字节（8 bytes），同时密码只能是字母和数字，共26+26+10=62个字符，排列组合出的字典的项数则是p(62,1)+p(62,2)….+p (62,8)，那也已经是一个很天文的数字了，存储这个字典就需要tb级的磁盘阵列，而且这种方法还有一个前提，就是能获得目标账户的密码md5值的情况 下才可以。这种加密技术被广泛的应用于unix系统中，这也是为什么unix系统比一般操作系统更为坚固一个重要原因。

三、算法描述

对md5算法简要的叙述可以为：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。
在md5算法中，首先需要对信息进行填充，使其字节长度对512求余的结果等于448。因此，信息的字节长度（bits length）将被扩展至n*512+448，即n*64+56个字节（bytes），n为一个正整数。填充的方法如下，在信息的后面填充一个1和无数个 0，直到满足上面的条件时才停止用0对信息的填充。然后，在在这个结果后面附加一个以64位二进制表示的填充前信息长度。经过这两步的处理，现在的信息字 节长度=n*512+448+64=(n+1)*512，即长度恰好是512的整数倍。这样做的原因是为满足后面处理中对信息长度的要求。
md5中有四个32位被称作链接变量（chaining variable）的整数参数，他们分别为：a=0x01234567，b=0x89abcdef，c=0xfedcba98，d=0x76543210。
当设置好这四个链接变量后，就开始进入算法的四轮循环运算。循环的次数是信息中512位信息分组的数目。
将上面四个链接变量复制到另外四个变量中：a到a，b到b，c到c，d到d。
主循环有四轮（md4只有三轮），每轮循环都很相似。第一轮进行16次操作。每次操作对a、b、c和d中的其中三个作一次非线性函数运算，然后将所得结 果加上第四个变量，文本的一个子分组和一个常数。再将所得结果向右环移一个不定的数，并加上a、b、c或d中之一。最后用该结果取代a、b、c或d中之 一。
以一下是每次操作中用到的四个非线性函数（每轮一个）。

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))
（&是与，|是或，~是非，^是异或）

这四个函数的说明：如果x、y和z的对应位是独立和均匀的，那么结果的每一位也应是独立和均匀的。
f是一个逐位运算的函数。即，如果x，那么y，否则z。函数h是逐位奇偶操作符。

假设mj表示消息的第j个子分组（从0到15），
<< ff(a,b,c,d,mj,s,ti) 表示 a=b+((a+(f(b,c,d)+mj+ti)
<< gg(a,b,c,d,mj,s,ti) 表示 a=b+((a+(g(b,c,d)+mj+ti)
<< hh(a,b,c,d,mj,s,ti) 表示 a=b+((a+(h(b,c,d)+mj+ti)
<< ii(a,b,c,d,mj,s,ti) 表示 a=b+((a+(i(b,c,d)+mj+ti)
<< 这四轮（64步）是：

第一轮

ff(a,b,c,d,m0,7,0xd76aa478)
ff(d,a,b,c,m1,12,0xe8c7b756)
ff(c,d,a,b,m2,17,0x242070db)
ff(b,c,d,a,m3,22,0xc1bdceee)
ff(a,b,c,d,m4,7,0xf57c0faf)
ff(d,a,b,c,m5,12,0x4787c62a)
ff(c,d,a,b,m6,17,0xa8304613)
ff(b,c,d,a,m7,22,0xfd469501)
ff(a,b,c,d,m8,7,0x698098d8)
ff(d,a,b,c,m9,12,0x8b44f7af)
ff(c,d,a,b,m10,17,0xffff5bb1)
ff(b,c,d,a,m11,22,0x895cd7be)
ff(a,b,c,d,m12,7,0x6b901122)
ff(d,a,b,c,m13,12,0xfd987193)
ff(c,d,a,b,m14,17,0xa679438e)
ff(b,c,d,a,m15,22,0x49b40821)

第二轮

gg(a,b,c,d,m1,5,0xf61e2562)
gg(d,a,b,c,m6,9,0xc040b340)
gg(c,d,a,b,m11,14,0x265e5a51)
gg(b,c,d,a,m0,20,0xe9b6c7aa)
gg(a,b,c,d,m5,5,0xd62f105d)
gg(d,a,b,c,m10,9,0x02441453)
gg(c,d,a,b,m15,14,0xd8a1e681)
gg(b,c,d,a,m4,20,0xe7d3fbc8)
gg(a,b,c,d,m9,5,0x21e1cde6)
gg(d,a,b,c,m14,9,0xc33707d6)
gg(c,d,a,b,m3,14,0xf4d50d87)
gg(b,c,d,a,m8,20,0x455a14ed)
gg(a,b,c,d,m13,5,0xa9e3e905)
gg(d,a,b,c,m2,9,0xfcefa3f8)
gg(c,d,a,b,m7,14,0x676f02d9)
gg(b,c,d,a,m12,20,0x8d2a4c8a)

第三轮

hh(a,b,c,d,m5,4,0xfffa3942)
hh(d,a,b,c,m8,11,0x8771f681)
hh(c,d,a,b,m11,16,0x6d9d6122)
hh(b,c,d,a,m14,23,0xfde5380c)
hh(a,b,c,d,m1,4,0xa4beea44)
hh(d,a,b,c,m4,11,0x4bdecfa9)
hh(c,d,a,b,m7,16,0xf6bb4b60)
hh(b,c,d,a,m10,23,0xbebfbc70)
hh(a,b,c,d,m13,4,0x289b7ec6)
hh(d,a,b,c,m0,11,0xeaa127fa)
hh(c,d,a,b,m3,16,0xd4ef3085)
hh(b,c,d,a,m6,23,0x04881d05)
hh(a,b,c,d,m9,4,0xd9d4d039)
hh(d,a,b,c,m12,11,0xe6db99e5)
hh(c,d,a,b,m15,16,0x1fa27cf8)
hh(b,c,d,a,m2,23,0xc4ac5665)

第四轮

ii(a,b,c,d,m0,6,0xf4292244)
ii(d,a,b,c,m7,10,0x432aff97)
ii(c,d,a,b,m14,15,0xab9423a7)
ii(b,c,d,a,m5,21,0xfc93a039)
ii(a,b,c,d,m12,6,0x655b59c3)
ii(d,a,b,c,m3,10,0x8f0ccc92)
ii(c,d,a,b,m10,15,0xffeff47d)
ii(b,c,d,a,m1,21,0x85845dd1)
ii(a,b,c,d,m8,6,0x6fa87e4f)
ii(d,a,b,c,m15,10,0xfe2ce6e0)
ii(c,d,a,b,m6,15,0xa3014314)
ii(b,c,d,a,m13,21,0x4e0811a1)
ii(a,b,c,d,m4,6,0xf7537e82)
ii(d,a,b,c,m11,10,0xbd3af235)
ii(c,d,a,b,m2,15,0x2ad7d2bb)
ii(b,c,d,a,m9,21,0xeb86d391)

常数ti可以如下选择：
在第i步中，ti是4294967296*abs(sin(i))的整数部分，i的单位是弧度。(4294967296等于2的32次方)
所有这些完成之后，将a、b、c、d分别加上a、b、c、d。然后用下一分组数据继续运行算法，最后的输出是a、b、c和d的级联。
当你按照我上面所说的方法实现md5算法以后，你可以用以下几个信息对你做出来的程序作一个简单的测试，看看程序有没有错误。

md5 ("") = d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e
md5 ("a") = 0cc175b9c0f1b6a831c399e269772661
md5 ("abc") = 900150983cd24fb0d6963f7d28e17f72
md5 ("message digest") = f96b697d7cb7938d525a2f31aaf161d0
md5 ("abcdefghijklmnopqrstuvwxyz") = c3fcd3d76192e4007dfb496cca67e13b
md5 ("abcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789") = d174ab98d277d9f5a5611c2c9f419d9f
md5 ("12345678901234567890123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890") = 57edf4a22be3c955ac49da2e2107b67a

如果你用上面的信息分别对你做的md5算法实例做测试，最后得出的结论和标准答案完全一样，那我就要在这里象你道一声祝贺了。要知道，我的程序在第一次编译成功的时候是没有得出和上面相同的结果的。

四、MD5的安全性

md5相对md4所作的改进：

1. 增加了第四轮；

2. 每一步均有唯一的加法常数；

3. 为减弱第二轮中函数g的对称性从(x&y)|(x&z)|(y&z)变为(x&z)|(y&(~z))；

4. 第一步加上了上一步的结果，这将引起更快的雪崩效应；

5. 改变了第二轮和第三轮中访问消息子分组的次序，使其更不相似；

6. 近似优化了每一轮中的循环左移位移量以实现更快的雪崩效应。各轮的位移量互不相同。 参考技术A MD5即Message-Digest Algorithm 5（信息-摘要算法 5），是在计算机语言当中普遍使用的一种杂凑程序，由于它类似于函数，我们称为算法。此杂凑函数是由MD2、MD3和MD4完善而来。其基本原理就是将一个字符串(包括汉字等)通过一定的函数转换为一种新的字符串，并且这种杂凑运算是以不可逆转的形式存在。在1992年8月Ronald L. Rivest在向IEFT提交了一份重要文件，描述了这种算法的原理，由于这种算法的公开性和安全性，在90年代被广泛使用在各种程序语言中，用以确保资料传递无误等。

由于MD5算法的可靠性，被广泛用于杂凑资料正确性验证。经过许多程序员的努力，MD5算法已经被各种语言实现,.asp，.php，.java ,c,c#,vb,vc++,delphi等语言。

MD5算法以16个32位子分组即512位分组来提供数据杂凑，经过程序流程，生成四个32位数据，最后联合起来成为一个128位散列。基本方式为，求余、取余、调整长度、与链接变量进行循环运算。得出结果。

MD5由MD4、MD3、MD2改进而来，主要是增加了算法难度和不可逆性。

虽然目前对MD5算法本身还没有已知或已公布的攻击方法，但是由于它是一种比较老的算法，使用MD5计算出的的散列值长度只有128位，随着现代计算机运算能力的提高，通过一些方式，寻找一个可能的“碰撞”（冲突)已经变得可能。因此，MD5在一些对安全要求比较高的场合已经逐步被其它的算法所替代。

由于MD5使用的广泛性和可靠性，诸多程序员对其进行了大量的研究，并取得了一些成果，但是并未改变MD5算法的可逆性，没有完整的反MD5函数出现。

参考资料：http://zhidao.baidu.com/question/7509365.html

参考技术B MD5的全称是“message-digest algorithm 5”（信息-摘要算法），它是90年代初由MIT计算机科学实验室和RSA Data Security Inc联合开发，并经过MD2、MD3和MD4逐渐演变而来的。其主要作用是让大容量信息在用数字签名软件签署私人“密匙”前被“压缩”成一种保密的格式（就是把一个任意长度的字符串转变成一定长的大整数）。打个比方：例如地球上任何人都有自己独一无二的指纹，这就成为公安机关鉴别个人身份时最值得信赖的依据，同理，MD5算法可以为任何文件（不管其大小和格式如何）产生一个独一无二的“数字指纹”，如果有人对文件做了修改，即使改动十分微小，其MD5值（也就是对应的“数字指纹”）都会发生变化。

MD5算法采用128位加密方式，即使一台计算机每秒可以尝试10亿条明文，要破译出原始明文也需要1022年。MD5的应用非常广泛，在802.1x认证中，EAP－MD5认证采用MD5算法，用户密码不以明文方式在网上传输，从而保证了认证信息的安全。同时，它还被应用于加密和解密技术上，譬如在Unix系统中用户的密码就是使用MD5算法（或其他类似的算法）加密后存储在文件系统中。当用户登录的时候，系统把用户输入的密码计算成MD5值，然后再去和保存在文件系统中的MD5值进行比较，进而确定输入的密码是否正确。通过这样的步骤，系统在并不知道用户明文密码的情况下就可以确定用户登录的合法性。这样不但可以避免普通用户的密码被系统管理员知道，而且还在一定程度上增加了密码被破解的难度。另外，大家比较熟悉的即时通信软件MyIM也使用MD5算法。利用MD5算法来进行文件校验的方案，被大量应用在软件下载站点、论坛数据库和系统文件安全等方面。
工作中需要用到加密算法，所以特找来一篇MD5加密算法的原理了解一下呵呵，特转来以备后用！
MD5简介

MD5的全称是Message-Digest Algorithm 5，在90年代初由MIT的计算机科学实验室和RSA Data Security Inc发明，经MD2、MD3和MD4发展而来。

Message-Digest泛指字节串(Message)的Hash变换，就是把一个任意长度的字节串变换成一定长的大整数。请注意我使用了“字节串”而不是“字符串”这个词，是因为这种变换只与字节的值有关，与字符集或编码方式无关。

MD5将任意长度的“字节串”变换成一个128bit的大整数，并且它是一个不可逆的字符串变换算法，换句话说就是，即使你看到源程序和算法描述，也无法将一个MD5的值变换回原始的字符串，从数学原理上说，是因为原始的字符串有无穷多个，这有点象不存在反函数的数学函数。

MD5的典型应用是对一段Message(字节串)产生fingerprint(指纹)，以防止被“篡改”。举个例子，你将一段话写在一个叫readme.txt文件中，并对这个readme.txt产生一个MD5的值并记录在案，然后你可以传播这个文件给别人，别人如果修改了文件中的任何内容，你对这个文件重新计算MD5时就会发现。如果再有一个第三方的认证机构，用MD5还可以防止文件作者的“抵赖”，这就是所谓的数字签名应用。

MD5还广泛用于加密和解密技术上，在很多操作系统中，用户的密码是以MD5值（或类似的其它算法）的方式保存的，用户Login的时候，系统是把用户输入的密码计算成MD5值，然后再去和系统中保存的MD5值进行比较，而系统并不“知道”用户的密码是什么。

一些黑客破获这种密码的方法是一种被称为“跑字典”的方法。有两种方法得到字典，一种是日常搜集的用做密码的字符串表，另一种是用排列组合方法生成的，先用MD5程序计算出这些字典项的MD5值，然后再用目标的MD5值在这个字典中检索。

即使假设密码的最大长度为8，同时密码只能是字母和数字，共26+26+10=62个字符，排列组合出的字典的项数则是P(62,1)+P(62,2)….+P(62,8)，那也已经是一个很天文的数字了，存储这个字典就需要TB级的磁盘组，而且这种方法还有一个前提，就是能获得目标账户的密码MD5值的情况下才可以。

在很多电子商务和社区应用中，管理用户的Account是一种最常用的基本功能，尽管很多Application Server提供了这些基本组件，但很多应用开发者为了管理的更大的灵活性还是喜欢采用关系数据库来管理用户，懒惰的做法是用户的密码往往使用明文或简单的变换后直接保存在数据库中，因此这些用户的密码对软件开发者或系统管理员来说可以说毫无保密可言，本文的目的是介绍MD5的Java Bean的实现，同时给出用MD5来处理用户的Account密码的例子，这种方法使得管理员和程序设计者都无法看到用户的密码，尽管他们可以初始化它们。但重要的一点是对于用户密码设置习惯的保护。

有兴趣的读者可以从这里取得MD5也就是RFC 1321的文本。http://www.ietf.org/rfc/rfc1321.txt

实现策略

MD5的算法在RFC1321中实际上已经提供了C的实现，我们其实马上就能想到，至少有两种用Java实现它的方法，第一种是，用Java语言重新写整个算法，或者再说简单点就是把C程序改写成Java程序。第二种是，用JNI(Java Native Interface)来实现，核心算法仍然用这个C程序，用Java类给它包个壳。

但我个人认为，JNI应该是Java为了解决某类问题时的没有办法的办法（比如与操作系统或I/O设备密切相关的应用），同时为了提供和其它语言的互操作性的一个手段。使用JNI带来的最大问题是引入了平台的依赖性，打破了SUN所鼓吹的“一次编写到处运行”的Java好处。因此，我决定采取第一种方法，一来和大家一起尝试一下“一次编写到处运行”的好处，二来检验一下Java 2现在对于比较密集的计算的效率问题。

实现过程

限于这篇文章的篇幅，同时也为了更多的读者能够真正专注于问题本身，我不想就某一种Java集成开发环境来介绍这个Java Bean的制作过程，介绍一个方法时我发现步骤和命令很清晰，我相信有任何一种Java集成环境三天以上经验的读者都会知道如何把这些代码在集成环境中编译和运行。用集成环境讲述问题往往需要配很多屏幕截图，这也是我一直对集成环境很头疼的原因。我使用了一个普通的文本编辑器，同时使用了Sun公司标准的JDK 1.3.0 for Windows NT。

其实把C转换成Java对于一个有一定C语言基础的程序员并不困难，这两个语言的基本语法几乎完全一致．我大概花了一个小时的时间完成了代码的转换工作，我主要作了下面几件事：

把必须使用的一些#define的宏定义变成Class中的final static，这样保证在一个进程空间中的多个Instance共享这些数据
删去了一些无用的#if define，因为我只关心MD5，这个推荐的C实现同时实现了MD2 MD3和 MD4，而且有些#if define还和C不同编译器有关
将一些计算宏转换成final static 成员函数。
所有的变量命名与原来C实现中保持一致，在大小写上作一些符合Java习惯的变化，计算过程中的C函数变成了private方法(成员函数)。
关键变量的位长调整
定义了类和方法
需要注意的是，很多早期的C编译器的int类型是16 bit的，MD5使用了unsigned long int，并认为它是32bit的无符号整数。而在Java中int是32 bit的，long是64 bit的。在MD5的C实现中，使用了大量的位操作。这里需要指出的一点是，尽管Java提供了位操作，由于Java没有unsigned类型，对于右移位操作多提供了一个无符号右移：>>>，等价于C中的 >> 对于unsigned 数的处理。

因为Java不提供无符号数的运算，两个大int数相加就会溢出得到一个负数或异常，因此我将一些关键变量在Java中改成了long类型(64bit)。我个人认为这比自己去重新定义一组无符号数的类同时重载那些运算符要方便，同时效率高很多并且代码也易读，OO(Object oriented)的滥用反而会导致效率低下。

限于篇幅，这里不再给出原始的C代码，有兴趣对照的读者朋友可以去看RFC 1321。MD5.java源代码

测试

在RFC 1321中，给出了Test suite用来检验你的实现是否正确：

MD5 ("") = d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e

MD5 ("a") = 0cc175b9c0f1b6a831c399e269772661

MD5 ("abc") = 900150983cd24fb0d6963f7d28e17f72

MD5 ("message digest") = f96b697d7cb7938d525a2f31aaf161d0

MD5 ("abcdefghijklmnopqrstuvwxyz") = c3fcd3d76192e4007dfb496cca67e13b

……

这些输出结果的含义是指：空字符串””的MD5值是d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e，字符串”a”的MD5值是0cc175b9c0f1b6a831c399e269772661……
编译并运行我们的程序：
javac –d . MD5.java
java beartool.MD5
为了将来不与别人的同名程序冲突，我在我的程序的第一行使用了package beartool;

因此编译命令javac –d . MD5.java 命令在我们的工作目录下自动建立了一个beartool目录，目录下放着编译成功的 MD5.class

我们将得到和Test suite同样的结果。当然还可以继续测试你感兴趣的其它MD5变换，例如：

java beartool.MD5 1234

将给出1234的MD5值。

可能是我的计算机知识是从Apple II和Z80单板机开始的，我对大写十六进制代码有偏好，如果您想使用小写的Digest String只需要把byteHEX函数中的A、B、C、D、E、F改成a、b、 c、d、e、f就可以了。

MD5据称是一种比较耗时的计算，我们的Java版MD5一闪就算出来了，没遇到什么障碍，而且用肉眼感觉不出来Java版的MD5比C版的慢。

为了测试它的兼容性，我把这个MD5.class文件拷贝到我的另一台Linux+IBM JDK 1.3的机器上，执行后得到同样结果，确实是“一次编写到处运行了”。

Java Bean简述

现在，我们已经完成并简单测试了这个Java Class，我们文章的标题是做一个Java Bean。

其实普通的Java Bean很简单，并不是什么全新的或伟大的概念，就是一个Java的Class，尽管 Sun规定了一些需要实现的方法，但并不是强制的。而EJB(Enterprise Java Bean)无非规定了一些必须实现（非常类似于响应事件）的方法，这些方法是供EJB Container使用(调用)的。

在一个Java Application或Applet里使用这个bean非常简单，最简单的方法是你要使用这个类的源码工作目录下建一个beartool目录，把这个class文件拷贝进去，然后在你的程序中import beartool.MD5就可以了。最后打包成.jar或.war是保持这个相对的目录关系就行了。

Java还有一个小小的好处是你并不需要摘除我们的MD5类中那个main方法，它已经是一个可以工作的Java Bean了。Java有一个非常大的优点是她允许很方便地让多种运行形式在同一组代码中共存，比如，你可以写一个类，它即是一个控制台Application和GUI Application，同时又是一个Applet，同时还是一个Java Bean，这对于测试、维护和发布程序提供了极大的方便，这里的测试方法main还可以放到一个内部类中，有兴趣的读者可以参考：http://www.cn.ibm.com/developerWorks/java/jw-tips/tip106/index.shtml

这里讲述了把测试和示例代码放在一个内部静态类的好处，是一种不错的工程化技巧和途径。

把Java Bean装到JSP里

正如我们在本文开头讲述的那样，我们对这个MD5 Bean的应用是基于一个用户管理，这里我们假设了一个虚拟社区的用户login过程，用户的信息保存在数据库的个名为users的表中。这个表有两个字段和我们的这个例子有关，userid :char(20)和pwdmd5 :char(32)，userid是这个表的Primary Key，pwdmd5保存密码的MD5串，MD5值是一个128bit的大整数，表示成16进制的ASCII需要32个字符。

这里给出两个文件，login.html是用来接受用户输入的form，login.jsp用来模拟使用MD5 Bean的login过程。

为了使我们的测试环境简单起见，我们在JSP中使用了JDK内置的JDBC-ODBC Bridge Driver，community是ODBC的DSN的名字，如果你使用其它的JDBC Driver，替换掉login.jsp中的
Connection con= DriverManager.getConnection("jdbc:odbc:community", "", "");
即可。

login.jsp的工作原理很简单，通过post接收用户输入的UserID和Password，然后将Password变换成MD5串，然后在users表中寻找UserID和pwdmd5，因为UserID是users表的Primary Key，如果变换后的pwdmd5与表中的记录不符，那么SQL查询会得到一个空的结果集。

这里需要简单介绍的是，使用这个Bean只需要在你的JSP应用程序的WEB-INF/classes下建立一个beartool目录，然后将MD5.class拷贝到那个目录下就可以了。如果你使用一些集成开发环境，请参考它们的deploy工具的说明。在JSP使用一个java Bean关键的一句声明是程序中的第2行：

<jsp:useBean id='oMD5' scope='request' class='beartool.MD5'/>
这是所有JSP规范要求JSP容器开发者必须提供的标准Tag。

id=实际上是指示JSP Container创建Bean的实例时用的实例变量名。在后面的<%和%>之间的Java程序中，你可以引用它。在程序中可以看到，通过 pwdmd5=oMD5.getMD5ofStr (password)引用了我们的MD5 Java Bean提供的唯一一个公共方法: getMD5ofStr。

Java Application Server执行.JSP的过程是先把它预编译成.java（那些Tag在预编译时会成为java语句），然后再编译成.class。这些都是系统自动完成和维护的，那个.class也称为Servlet。当然，如果你愿意，你也可以帮助Java Application Server去干本该它干的事情，自己直接去写Servlet，但用Servlet去输出HTML那简直是回到了用C写CGI程序的恶梦时代。

如果你的输出是一个复杂的表格，比较方便的方法我想还是用一个你所熟悉的HTML编辑器编写一个“模板”，然后在把JSP代码“嵌入”进去。尽管这种JSP代码被有些专家指责为“空心粉”，它的确有个缺点是代码比较难管理和重复使用，但是程序设计永远需要的就是这样的权衡。我个人认为，对于中、小型项目，比较理想的结构是把数据表示（或不严格地称作WEB界面相关）的部分用JSP写，和界面不相关的放在Bean里面，一般情况下是不需要直接写Servlet的。

如果你觉得这种方法不是非常的OO(Object oriented)，你可以继承（extends）它一把，再写一个bean把用户管理的功能包进去。

到底能不能兼容？

我测试了三种Java应用服务器环境，Resin 1.2.3、Sun J2EE 1.2、IBM WebSphere 3.5，所幸的是这个Java Bean都没有任何问题，原因其实是因为它仅仅是个计算程序，不涉及操作系统，I/O设备。其实用其它语言也能简单地实现它的兼容性的，Java的唯一优点是，你只需提供一个形态的运行码就可以了。请注意“形态”二字，现在很多计算结构和操作系统除了语言本身之外都定义了大量的代码形态，很简单的一段C语言核心代码，转换成不同形态要考虑很多问题，使用很多工具，同时受很多限制，有时候学习一种新的“形态”所花费的精力可能比解决问题本身还多。比如光Windows就有EXE、Service、的普通DLL、COM DLL以前还有OCX等等等等，在Unix上虽说要简单一些，但要也要提供一个.h定义一大堆宏，还要考虑不同平台编译器版本的位长度问题。我想这是Java对我来说的一个非常重要的魅力吧。

MD5算法说明

一、补位
二、补数据长度
三、初始化MD5参数
四、处理位操作函数
五、主要变换过程
六、输出结果

补位：
MD5算法先对输入的数据进行补位，使得数据位长度LEN对512求余的结果是448。即数据扩展至K*512+448位。即K*64+56个字节，K为整数。
具体补位操作：补一个1，然后补0至满足上述要求。
补数据长度：
用一个64位的数字表示数据的原始长度B，把B用两个32位数表示。这时，数
据就被填补成长度为512位的倍数。
初始化MD5参数：
四个32位整数 (A,B,C,D) 用来计算信息摘要，初始化使用的是十六进制表
示的数字
A=0X01234567
B=0X89abcdef
C=0Xfedcba98
D=0X76543210

处理位操作函数：
X，Y，Z为32位整数。
F(X,Y,Z) = X&Y|NOT(X)&Z
G(X,Y,Z) = X&Z|Y?(Z)
H(X,Y,Z) = X xor Y xor Z
I(X,Y,Z) = Y xor (X|not(Z))

主要变换过程：
使用常数组T[1 ... 64]， T[i]为32位整数用16进制表示，数据用16个32位
的整数数组M[]表示。
具体过程如下：

/* 处理数据原文 */
For i = 0 to N/16-1 do

/*每一次，把数据原文存放在16个元素的数组X中. */
For j = 0 to 15 do
Set X[j] to M[i*16+j].
end /结束对J的循环

/* Save A as AA, B as BB, C as CC, and D as DD.
*/
AA = A
BB = B
CC = C
DD = D

/* 第1轮*/
/* 以 [abcd k s i]表示如下操作
a = b + ((a + F(b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s). */

/* Do the following 16 operations. */
[ABCD 0 7 1] [DABC 1 12 2] [CDAB 2 17 3] [BCDA 3
22 4]
[ABCD 4 7 5] [DABC 5 12 6] [CDAB 6 17 7] [BCDA 7
22 8]
[ABCD 8 7 9] [DABC 9 12 10] [CDAB 10 17 11] [BCDA
11 22 12]
[ABCD 12 7 13] [DABC 13 12 14] [CDAB 14 17 15]
[BCDA 15 22 16]

/* 第2轮* */
/* 以 [abcd k s i]表示如下操作
a = b + ((a + G(b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s). */
/* Do the following 16 operations. */
[ABCD 1 5 17] [DABC 6 9 18] [CDAB 11 14 19] [BCDA
0 20 20]
[ABCD 5 5 21] [DABC 10 9 22] [CDAB 15 14 23]
[BCDA 4 20 24]
[ABCD 9 5 25] [DABC 14 9 26] [CDAB 3 14 27] [BCDA
8 20 28]
[ABCD 13 5 29] [DABC 2 9 30] [CDAB 7 14 31] [BCDA
12 20 32]

/* 第3轮*/
/* 以 [abcd k s i]表示如下操作
a = b + ((a + H(b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s). */
/* Do the following 16 operations. */
[ABCD 5 4 33] [DABC 8 11 34] [CDAB 11 16 35]
[BCDA 14 23 36]
[ABCD 1 4 37] [DABC 4 11 38] [CDAB 7 16 39] [BCDA
10 23 40]
[ABCD 13 4 41] [DABC 0 11 42] [CDAB 3 16 43]
[BCDA 6 23 44]
[ABCD 9 4 45] [DABC 12 11 46] [CDAB 15 16 47]
[BCDA 2 23 48]

/* 第4轮*/
/* 以 [abcd k s i]表示如下操作
a = b + ((a + I(b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s). */
/* Do the following 16 operations. */
[ABCD 0 6 49] [DABC 7 10 50] [CDAB 14 15 51]
[BCDA 5 21 52]
[ABCD 12 6 53] [DABC 3 10 54] [CDAB 10 15 55]
[BCDA 1 21 56]
[ABCD 8 6 57] [DABC 15 10 58] [CDAB 6 15 59]
[BCDA 13 21 60]
[ABCD 4 6 61] [DABC 11 10 62] [CDAB 2 15 63]
[BCDA 9 21 64]

/* 然后进行如下操作 */
A = A + AA
B = B + BB
C = C + CC
D = D + DD

end /* 结束对I的循环*/

输出结果。

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