MD5算法的学习

MD5_百度百科

MD5信息摘要算法（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位的（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v·李维斯特设计，与1992年公开，用以取代MD4算法。

MD5的散列值通常用十六进制表示，如：

MD5（1）= C4CA4238A0B923820DCC509A6F75849B

MD5（2）= C81E728D9D4C2F636F067F89CC14862C

MD5（MD5） = 7F138A09169B250E9DCB378140907378

算法步骤

1.数据填充与分组

使消息长度满足特定条件（长度为512的倍数），MD5对消息进行填充。

在消息后附加一个1位

接着，附加若干个0位，直到消息长度（mod 512）等于448位

最后，附加消息的原始长度（以64位二进制表示），使总长度达到512的倍数

例如：“abc”

a的ASCLL：97，二进制位：01100001

b的ASCLL：98，二进制位：01100010

c的ASCLL：99，二进制位：01100011

拼接：01100001 01100010 01100011（24位）

添加1个1：01100001 01100010 01100011 1（25位）

添加0：01100001 01100010 01100011 10000000 00000000 00000000 ... (共 423 个 0)

附加原始消息：

原始消息是24位：24 = 0x18 = 00000000 00000000 00000000 00000000 00011000

• 大端序（Big Endian）：高字节存储在低地址，低字节存储在高地址。
• 小端序（Little Endian）：低字节存储在低地址，高字节存储在高地址。

以小端序是：

00011000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000
最后，将这64位加到之前的末尾：
01100001 01100010 01100011 10000000 00000000 00000000 ... (423 个 0) ... 00011000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000

• 消息内容：01100001 01100010 01100011
• 填充部分：10000000 00000000 ...（423 个 0）
• 长度部分：00011000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000

2.初始化散列值

MD5算法初始化了4个32位的缓冲区变量

A = 0x67452301
B = 0xEFCDAB89
C = 0x98BADCFE
D = 0x10325476

3.计算散列值

将填充后的消息按512位分成多个块，每个块进一步分为16个32位的小块

（1）定义辅助函数

（2）主循环

MD5对每个消息块执行64次迭代（分为四轮，每轮16次），每次使用一个非线性函数和一个常量K[i]

• 每轮的常量 K[i]K[i]K[i] 是从正弦函数生成的。
• 每次迭代都将更新缓冲区变量 A,B,C,DA, B, C, DA,B,C,D。

每次迭代的核心公式：

• a,b,c,d 是缓冲区变量。
• M[k]M[k]M[k] 是当前消息块的某个子块。
• K[i]K[i]K[i] 是常量。
• sss 是循环左移的位数。

（3）更新缓冲区

（4）输出结果