MD5哈希算法及其原理

Posted 2021-04-30 协议分析与还原

“ MD5算法介绍。”

MD5消息摘要算法（MD5 Message-Digest Algorithm），是在计算机领域被广泛使用的一种哈希算法，用来对信息进行完整性保护。它由美国密码学家Ronald Linn Rivest设计，于1992年公开，用以取代MD4算法。它的规范为RFC 1321。

MD5将一个任意长度的数据经过编码得到一个128位（16字节）的哈希值，即为MD5值。

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MD5功能

MD5算法对任意长度的消息输入，产生一个128位（16字节）的哈希结构输出。在处理过程中，以512位输入数据块为单位。

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MD5用途及特征

MD5通常应用在以下场景：

1、防篡改，保障文件传输可靠性

如SVN中对文件的控制；文件下载过程中，网站提供MD5值供下载后判断文件是否被篡改；BT中对文件块进行校验的功能。

2、增强密码保存的安全性。

例如网站将用户密码的MD5值保存，而不是存储明文用户密码，当然，还会加SALT，进一步增强安全性。

3、数字签名

在部分网上赌场中，使用MD5算法来保证过程的公平性，并使用随机串进行防碰撞，增加解码难度。

MD5算法具有以下特点：

1、压缩性

任意长度的数据，算出的MD5值长度都是固定的。

2、易计算

从原数据计算出MD5值很容易。

3、抗修改性

对原数据进行任何改动，哪怕只修改1个字节，所得到的MD5值都有很大区别。

4、强抗碰撞

已知原数据和其MD5值，想找到一个具有相同MD5值的数据（即伪造数据）是非常困难的。

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MD5算法过程

网络中很容易找到MD5算法的相关实现代码，这里就不列出了。我们只需要关心它的实现框架即可。

第一步：消息填充

补长到512的倍数 

最后64位为消息长度（填充前的长度）的低64位

 一定要补长(64+1~512)，内容为100…0（如若消息长448，则填充512+64）

第二步 ：分割

把结果分割为512位的块：Y0，Y1，…（每一个有16个32比特长字） 

第三步 ：计算

初始化MD buffer，128位常量(4个32bit字)，进入循环迭代，共L次 

每次：一个输入128位，另一个输入512位，结果输出128位，用于下一轮输入 

第四步：结果

最后一步的输出即为散列结果128位。

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MD5安全性

MD5虽然被广泛应用，但仍存在弱点，可以被加以破解，MD5算法无法防止碰撞，并已有碰撞成功案例。对于需要高度安全性的数据，专家一般建议改用其他算法，如SHA-2等。

另外，如果一个网站使用MD5进行用户名和密码的保存，请记住，一定要加SALT，不然，和明文保存差不多，基本无安全性可言。

目前互联网上已经有很多字符串与MD5的数据库，基本上可以认为没有加SALT的MD5值类似于裸奔了。

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MD5工具

在网上有许多在线的MD5计算网站，如chinaz的http://tool.chinaz.com/tools/md5.aspx

在MD5的逆向工具方面，也有不少网站提供MD5值的查询，可以根据MD5值反查字符串，这些网站，收集了大量字符串的MD5值，在根据密码的MD5查询字符串时很有用。

如国内的：

http://www.cmd5.com/

http://www.xmd5.org/

国外的：

https://md5online.org/

http://md5decrypt.net/

在一个网站查询不到结果时，多试几个网站，另外，根据使用经验，国外的几个网站查询效果比国内的好。

对MD5的爆破有心得体会，请联系我分享。

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