每天找回一点点之MD5加密算法

Posted 2020-11-27 syq816

之前在做项目的时候用户密码都进行了MD5的加密，今天突然想起来了总结一下(●‘?‘●)

一.MD5是什么？

      MD5信息摘要算法（英语：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），用于确保信息传输完整一致。MD5由美国密码学家罗纳德·李维斯特（Ronald Linn Rivest）设计，于1992年公开，用以取代MD4算法。这套算法的程序在 RFC 1321 标准中被加以规范。

　　MD5是哈希散列算法，输入两个不同的明文不会得到相同的输出值，根据输出值，不能得到原始的明文，即其过程不可逆；所以要解密MD5没有现成的算法，只能用穷举法，把可能出现的明文，用MD5算法散列之后，把得到的散列值和原始的数据形成一个一对一的映射表，通过比在表中比破解密码的MD5算法散列值，通过匹配从映射表中找出破解密码所对应的原始明文。

二.MD5属于加密算法吗？

　　认为不属于的人是因为他们觉得不能从密文（散列值）反过来得到原文，即没有解密算法，所以这部分人认为MD5只能属于算法，不能称为加密算法；

　　认为属于的人是因为他们觉得经过MD5处理后看不到原文，即已经将原文加密，所以认为MD5属于加密算法；

三.MD5是否可逆？

　　MD5不可逆的原因是其是一种散列函数，使用的是hash算法，在计算过程中原文的部分信息是丢失了的。

　　不过有个地方值得指出的是，一个MD5理论上的确是可能对应无数多个原文的，因为MD5是有限多个的而原文可以是无数多个。比如主流使用的MD5将任意长度的“字节串映射为一个128bit的大整数。

四.MD5如何实现？

　　原理可简要的叙述为：MD5码以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。

　　按位补充数据

　　在MD5算法中，首先需要对信息进行填充，这个数据按位(bit)补充，要求最终的位数对512求模的结果为448。也就是说数据补位后，其位数长度只差64位(bit)就是512的整数倍。即便是这个数据的位数对512求模的结果正好是448也必须进行补位。补位的实现过程：首先在数据后补一个1 bit； 接着在后面补上一堆0 bit, 直到整个数据的位数对512求模的结果正好为448。总之，至少补1位，而最多可能补512位。

 

扩展长度

　　在完成补位工作后，又将一个表示数据原始长度的64 bit数(这是对原始数据没有补位前长度的描述，用二进制来表示)补在最后。当完成补位及补充数据的描述后，得到的结果数据长度正好是512的整数倍。也就是说长度正好是16个(32bit) 字的整数倍。

 

初始化MD缓存器

　　MD5运算要用到一个128位的MD5缓存器，用来保存中间变量和最终结果。该缓存器又可看成是4个32位的寄存器A、B、C、D，初始化为

　　A ： 01 23 45 67

　　B： 89 ab cd ef

　　C： fe dc ba 98

　　D： 76 54 32 10

 

处理数据段

　　首先定义4个非线性函数F、G、H、I，对输入的报文运算以512位数据段为单位进行处理。对每个数据段都要进行4轮的逻辑处理，在4轮中分别使用4个不同的函数F、G、H、I。每一轮以ABCD和当前的512位的块为输入，处理后送入ABCD(128位) 。

 

输出

信息摘要最终处理成以A, B, C, D 的形式输出。也就是开始于A的低位在前的顺序字节，结束于D的高位在前的顺序字节 。

 

五.应用场景

　　用于密码管理，电子签名，邮件垃圾筛选

六.一个小小的JAVA测试（只是一个小模拟）

　　

package com.syq.test;

import java.math.BigInteger;
import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.util.Scanner;

/**
 * 
 * @author KIRA
 * 第一次用户输入的数据用MD5算法计算后存入数据库
 * 用户再次输入密码之后再用MD5计算之后比较和数据库中的内容对比，一样的话密码就正确
 *
 */
public class md5 {
    
    public static void main(String[] args) {
        String str;
        Scanner sc =new Scanner(System.in);
        System.out.print("please input password(first):");
        str=sc.next();
        try {
            MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("md5");
            // 计算md5函数
            md.update(str.getBytes());
            
            // digest()最后确定返回md5 hash值，返回值为8为字符串。因为md5 hash值是16位的hex值，实际上就是8位的字符
             // BigInteger函数则将8位的字符串转换成16位hex值，用字符串来表示；得到字符串形式的hash值
            String password= new BigInteger(1, md.digest()).toString(16);
            
            System.out.print("please input password(first):");
            String str1 = sc.next();
            md.update(str1.getBytes());
            String input = new BigInteger(1,md.digest()).toString(16);
            
            System.out.println(password);
            System.out.println(input);
            
            if(password.equals(input)){
                System.out.print("welcome!");
            }else{
                System.out.println("password is wrong!");
            }
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
        
    }

}