一、MD5介绍

MD5是MD5消息摘要算法的简称（英语：MD5 Message-Digest Algorithm），是一种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（即哈希值），用于确保信息传输的完整性。MD5由罗纳德·李维斯特设计，于1992年公开，用以取代MD4算法。这套算法的程序在RFC 1321 中被加以规范。 

将数据（如一段文字）运算变为另一固定长度值，是散列算法的基础原理。 

MD5已经被证实可以被碰撞破解。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。


  
在CMD5上可以根据MD5密文查询出对应明文。




二、C++生成MD5

libmd5是计算md5值的C++开源库。这里对libmd5进行二次封装，方便调用，支持生成字符串、文件的MD5值。调用GetStringMd5生成字符串MD5；调用GetFileMd5生成文件MD5值，文件大小不受限制，但是文件越大，生成md5的耗时就越长。



Md5Maker.h



#ifndef __MD5_MAKER_34DFDR7_H__
#define __MD5_MAKER_34DFDR7_H__


#include <string>

namespace cpp4j
{
    namespace libmd5
    {
        #define UWORD32 unsigned int
        #define md5byte unsigned char

        struct MD5Context {
            UWORD32 buf[4];
            UWORD32 bytes[2];
            UWORD32 in[16];
        };

        void MD5Init(struct MD5Context *context);
        void MD5Update(struct MD5Context *context, md5byte const *buf, unsigned len);
        void MD5Final(unsigned char digest[16], struct MD5Context *context);
        void MD5Buffer (const unsigned char *buf,unsigned int len,unsigned char sig[16]);
        void MD5SigToString(unsigned char sig[16],char *str,int len);
    }

    std::string GetStringMd5(const std::string &str);
    std::string GetStringMd5(const void *pData, unsigned int iDataSize);
    std::string GetFileMd5(const std::string &strFilePath);
}

#endif



Md5Maker.cpp



#include "Md5Maker.h"

namespace cpp4j
{
    namespace libmd5
    {
        /*
        * This code implements the MD5 message-digest algorithm.
        * The algorithm is due to Ron Rivest.  This code was
        * written by Colin Plumb in 1993, no copyright is claimed.
        * This code is in the public domain; do with it what you wish.
        *
        * Equivalent code is available from RSA Data Security, Inc.
        * This code has been tested against that, and is equivalent,
        * except that you don't need to include two pages of legalese
        * with every copy.
        *
        * To compute the message digest of a chunk of bytes, declare an
        * MD5Context structure, pass it to MD5Init, call MD5Update as
        * needed on buffers full of bytes, and then call MD5Final, which
        * will fill a supplied 16-byte array with the digest.
        *
        * Changed so as no longer to depend on Colin Plumb's `usual.h' header
        * definitions; now uses stuff from dpkg's config.h.
        *  - Ian Jackson <ian@chiark.greenend.org.uk>.
        * Still in the public domain.
        */

#define HEX_STRING      "0123456789abcdef"      /* to convert to hex */

        int g_bigEndian = 0;
        int g_endianessDetected = 0;

        void detectEndianess()
        {
            int nl = 0x12345678;
            short ns = 0x1234;

            unsigned char *p = (unsigned char *)(&nl);
            unsigned char *sp = (unsigned char *)(&ns);

            if (g_endianessDetected) return;

            if ( p[0] == 0x12 && p[1] == 0x34 && p[2] == 0x56 && p[3] == 0x78 )
            {
                g_bigEndian = 1;
            }
            else if ( p[0] == 0x78 && p[1] == 0x56 && p[2] == 0x34 && p[3] == 0x12 )
            {
                g_bigEndian = 0;
            }
            else
            {
                g_bigEndian = *sp != 0x12;
            }

            g_endianessDetected = 1;
        }

        void byteSwap(UWORD32 *buf, unsigned words)
        {
            md5byte *p;

            if (!g_bigEndian) return;

            p = (md5byte *)buf;

            do
            {
                *buf++ = (UWORD32)((unsigned)p[3] << 8 | p[2]) << 16 |
                         ((unsigned)p[1] << 8 | p[0]);
                p += 4;
            }
            while (--words);
        }

#ifndef ASM_MD5

        /* The four core functions - F1 is optimized somewhat */

        /* #define F1(x, y, z) (x & y | ~x & z) */
#define F1(x, y, z) (z ^ (x & (y ^ z)))
#define F2(x, y, z) F1(z, x, y)
#define F3(x, y, z) (x ^ y ^ z)
#define F4(x, y, z) (y ^ (x | ~z))

        /* This is the central step in the MD5 algorithm. */
#define MD5STEP(f,w,x,y,z,in,s) \
    (w += f(x,y,z) + in, w = (w<<s | w>>(32-s)) + x)

        /*
         * The core of the MD5 algorithm, this alters an existing MD5 hash to
         * reflect the addition of 16 longwords of new data.  MD5Update blocks
         * the data and converts bytes into longwords for this routine.
         */
        void MD5Transform(UWORD32 buf[4], UWORD32 const in[16])
        {
            register UWORD32 a, b, c, d;

            a = buf[0];
            b = buf[1];
            c = buf[2];
            d = buf[3];

            MD5STEP(F1, a, b, c, d, in[0] + 0xd76aa478, 7);
            MD5STEP(F1, d, a, b, c, in[1] + 0xe8c7b756, 12);
            MD5STEP(F1, c, d, a, b, in[2] + 0x242070db, 17);
            MD5STEP(F1, b, c, d, a, in[3] + 0xc1bdceee, 22);
            MD5STEP(F1, a, b, c, d, in[4] + 0xf57c0faf, 7);
            MD5STEP(F1, d, a, b, c, in[5] + 0x4787c62a, 12);
            MD5STEP(F1, c, d, a, b, in[6] + 0xa8304613, 17);
            MD5STEP(F1, b, c, d, a, in[7] + 0xfd469501, 22);
            MD5STEP(F1, a, b, c, d, in[8] + 0x698098d8, 7);
            MD5STEP(F1, d, a, b, c, in[9] + 0x8b44f7af, 12);
            MD5STEP(F1, c, d, a, b, in[10] + 0xffff5bb1, 17);
            MD5STEP(F1, b, c, d, a, in[11] + 0x895cd7be, 22);
            MD5STEP(F1, a, b, c, d, in[12] + 0x6b901122, 7);
            MD5STEP(F1, d, a, b, c, in[13] + 0xfd987193, 12);
            MD5STEP(F1, c, d, a, b, in[14] + 0xa679438e, 17);
            MD5STEP(F1, b, c, d, a, in[15] + 0x49b40821, 22);

            MD5STEP(F2, a, b, c, d, in[1] + 0xf61e2562, 5);
            MD5STEP(F2, d, a, b, c, in[6] + 0xc040b340, 9);
            MD5STEP(F2, c, d, a, b, in[11] + 0x265e5a51, 14);
            MD5STEP(F2, b, c, d, a, in[0] + 0xe9b6c7aa, 20);
            MD5STEP(F2, a, b, c, d, in[5] + 0xd62f105d, 5);
            MD5STEP(F2, d, a, b, c, in[10] + 0x02441453, 9);
            MD5STEP(F2, c, d, a, b, in[15] + 0xd8a1e681, 14);
            MD5STEP(F2, b, c, d, a, in[4] + 0xe7d3fbc8, 20);
            MD5STEP(F2, a, b, c, d, in[9] + 0x21e1cde6, 5);
            MD5STEP(F2, d, a, b, c, in[14] + 0xc33707d6, 9);
            MD5STEP(F2, c, d, a, b, in[3] + 0xf4d50d87, 14);
            MD5STEP(F2, b, c, d, a, in[8] + 0x455a14ed, 20);
            MD5STEP(F2, a, b, c, d, in[13] + 0xa9e3e905, 5);
            MD5STEP(F2, d, a, b, c, in[2] + 0xfcefa3f8, 9);
            MD5STEP(F2, c, d, a, b, in[7] + 0x676f02d9, 14);
            MD5STEP(F2, b, c, d, a, in[12] + 0x8d2a4c8a, 20);

            MD5STEP(F3, a, b, c, d, in[5] + 0xfffa3942, 4);
            MD5STEP(F3, d, a, b, c, in[8] + 0x8771f681, 11);
            MD5STEP(F3, c, d, a, b, in[11] + 0x6d9d6122, 16);
            MD5STEP(F3, b, c, d, a, in[14] + 0xfde5380c, 23);
            MD5STEP(F3, a, b, c, d, in[1] + 0xa4beea44, 4);
            MD5STEP(F3, d, a, b, c, in[4] + 0x4bdecfa9, 11);
            MD5STEP(F3, c, d, a, b, in[7] + 0xf6bb4b60, 16);
            MD5STEP(F3, b, c, d, a, in[10] + 0xbebfbc70, 23);
            MD5STEP(F3, a, b, c, d, in[13] + 0x289b7ec6, 4);
            MD5STEP(F3, d, a, b, c, in[0] + 0xeaa127fa, 11);
            MD5STEP(F3, c, d, a, b, in[3] + 0xd4ef3085, 16);
            MD5STEP(F3, b, c, d, a, in[6] + 0x04881d05, 23);
            MD5STEP(F3, a, b, c, d, in[9] + 0xd9d4d039, 4);
            MD5STEP(F3, d, a, b, c, in[12] + 0xe6db99e5, 11);
            MD5STEP(F3, c, d, a, b, in[15] + 0x1fa27cf8, 16);
            MD5STEP(F3, b, c, d, a, in[2] + 0xc4ac5665, 23);

            MD5STEP(F4, a, b, c, d, in[0] + 0xf4292244, 6);
            MD5STEP(F4, d, a, b, c, in[7] + 0x432aff97, 10);
            MD5STEP(F4, c, d, a, b, in[14] + 0xab9423a7, 15);
            MD5STEP(F4, b, c, d, a, in[5] + 0xfc93a039, 21);
            MD5STEP(F4, a, b, c, d, in[12] + 0x655b59c3, 6);
            MD5STEP(F4, d, a, b, c, in[3] + 0x8f0ccc92, 10);
            MD5STEP(F4, c, d, a, b, in[10] + 0xffeff47d, 15);
            MD5STEP(F4, b, c, d, a, in[1] + 0x85845dd1, 21);
            MD5STEP(F4, a, b, c, d, in[8] + 0x6fa87e4f, 6);
            MD5STEP(F4, d, a, b, c, in[15] + 0xfe2ce6e0, 10);
            MD5STEP(F4, c, d, a, b, in[6] + 0xa3014314, 15);
            MD5STEP(F4, b, c, d, a, in[13] + 0x4e0811a1, 21);
            MD5STEP(F4, a, b, c, d, in[4] + 0xf7537e82, 6);
            MD5STEP(F4, d, a, b, c, in[11] + 0xbd3af235, 10);
            MD5STEP(F4, c, d, a, b, in[2] + 0x2ad7d2bb, 15);
            MD5STEP(F4, b, c, d, a, in[9] + 0xeb86d391, 21);

            buf[0] += a;
            buf[1] += b;
            buf[2] += c;
            buf[3] += d;
        }

#endif

        /*
         * Start MD5 accumulation.  Set bit count to 0 and buffer to mysterious
         * initialization constants.
         */
        void MD5Init(struct MD5Context *ctx)
        {
            detectEndianess();

            ctx->buf[0] = 0x67452301;
            ctx->buf[1] = 0xefcdab89;
            ctx->buf[2] = 0x98badcfe;
            ctx->buf[3] = 0x10325476;

            ctx->bytes[0] = 0;
            ctx->bytes[1] = 0;
        }

        /*
         * Update context to reflect the concatenation of another buffer full
         * of bytes.
         */
        void MD5Update(struct MD5Context *ctx, md5byte const *buf, unsigned len)
        {
            UWORD32 t;

            /* Update byte count */

            t = ctx->bytes[0];

            if ((ctx->bytes[0] = t + len) < t)
                ctx->bytes[1]++;    /* Carry from low to high */

            t = 64 - (t & 0x3f);    /* Space available in ctx->in (at least 1) */

            if (t > len)
            {
                memcpy((md5byte *)ctx->in + 64 - t, buf, len);
                return;
            }

            /* First chunk is an odd size */
            memcpy((md5byte *)ctx->in + 64 - t, buf, t);
            byteSwap(ctx->in, 16);
            MD5Transform(ctx->buf, ctx->in);
            buf += t;
            len -= t;

            /* Process data in 64-byte chunks */
            while (len >= 64)
            {
                memcpy(ctx->in, buf, 64);
                byteSwap(ctx->in, 16);
                MD5Transform(ctx->buf, ctx->in);
                buf += 64;
                len -= 64;
            }

            /* Handle any remaining bytes of data. */
            memcpy(ctx->in, buf, len);
        }

        /*
         * Final wrapup - pad to 64-byte boundary with the bit pattern
         * 1 0* (64-bit count of bits processed, MSB-first)
         */
        void MD5Final(md5byte digest[16], struct MD5Context *ctx)
        {
            int count = ctx->bytes[0] & 0x3f;   /* Number of bytes in ctx->in */
            md5byte *p = (md5byte *)ctx->in + count;

            /* Set the first char of padding to 0x80.  There is always room. */
            *p++ = 0x80;

            /* Bytes of padding needed to make 56 bytes (-8..55) */
            count = 56 - 1 - count;

            if (count < 0)      /* Padding forces an extra block */
            {
                memset(p, 0, count + 8);
                byteSwap(ctx->in, 16);
                MD5Transform(ctx->buf, ctx->in);
                p = (md5byte *)ctx->in;
                count = 56;
            }

            memset(p, 0, count);
            byteSwap(ctx->in, 14);

            /* Append length in bits and transform */
            ctx->in[14] = ctx->bytes[0] << 3;
            ctx->in[15] = ctx->bytes[1] << 3 | ctx->bytes[0] >> 29;
            MD5Transform(ctx->buf, ctx->in);

            byteSwap(ctx->buf, 4);
            memcpy(digest, ctx->buf, 16);
            memset(ctx, 0, sizeof(*ctx));   /* In case it's sensitive */
        }

        void MD5Buffer (const unsigned char *buf, unsigned int len, unsigned char sig[16])
        {
            struct MD5Context md5;
            MD5Init(&md5);
            MD5Update(&md5, buf, len);
            MD5Final(sig, &md5);
        }

        void MD5SigToString(unsigned char signature[16], char *str, int len)
        {
            unsigned char *sig_p;
            char          *str_p, *max_p;
            unsigned int  high, low;

            str_p = str;
            max_p = str + len;

            for (sig_p = (unsigned char *)signature;
                    sig_p < (unsigned char *)signature + 16;
                    sig_p++)
            {
                high = *sig_p / 16;
                low = *sig_p % 16;

                /* account for 2 chars */
                if (str_p + 1 >= max_p)
                {
                    break;
                }

                *str_p++ = HEX_STRING[high];
                *str_p++ = HEX_STRING[low];
            }

            /* account for 2 chars */
            if (str_p < max_p)
            {
                *str_p++ = '\0';
            }
        }
    }

    std::string GetStringMd5(const std::string &str)
    {
        unsigned char md5Sig[16] = {0};
        char szMd5[33] = {0};

        libmd5::MD5Buffer((const unsigned char *)str.c_str(), str.length(), md5Sig);
        libmd5::MD5SigToString(md5Sig, szMd5, 33);

        return szMd5;
    }

    std::string GetStringMd5(const void *pData, unsigned int iDataSize)
    {
        unsigned char md5Sig[16] = {0};
        char szMd5[33] = {0};

        libmd5::MD5Buffer((const unsigned char *)pData, iDataSize, md5Sig);
        libmd5::MD5SigToString(md5Sig, szMd5, 33);

        return szMd5;
    }

    std::string GetFileMd5(const std::string &strFilePath)
    {
        FILE *f = NULL;

        if(fopen_s(&f, strFilePath.c_str(), "rb"))
            return "";

        unsigned char szMd5Sig[16] = {0};
        char szMd5[33] = {0};
        libmd5::MD5Context md5Context;
        libmd5::MD5Init(&md5Context);

        size_t dwReadBytes = 0;
        unsigned char szData[1024] = {0};

        while((dwReadBytes = fread(szData, 1, 1024, f)) > 0)
        {
            libmd5::MD5Update(&md5Context, szData, dwReadBytes);
        }

        fclose(f);

        libmd5::MD5Final(szMd5Sig, &md5Context);
        libmd5::MD5SigToString(szMd5Sig, szMd5, 33);

        return szMd5;
    }
}


  
参考：https://zh.wikipedia.org/wiki/MD5

摘要：（1）任何工具语言md5的结果是一样的






php中md5函数与linux中md5sum结果不同的问题  

2014-05-05 11:04:40|  分类： 技术相关 |  标签：php  linux  md5  md5sum  |举报|字号 订阅








简而言之，linux中用echo “123”| md5sum或md5sum 文件名方式来计算某串的md5值，串中都有隐含的字符串\0终止符或换行符的存在，所以并非只计算了"123”的md5值。大可不必怀疑md5算法。用echo –n “123”|md5sum即可得出与php中md5函数相同的结果。




转自：http://blog.163.com/squall_smile/blog/static/6034984020144511440176/

个人博客请访问 http://www.x0100.top  

小明：老师，上次您讲了MD5算法。用它生成的信息摘要，真的可以被破解吗？

老师：有很多种方法可以破解，不过需要明确一点，这里所谓的破解，并非把摘要还原成原文。为什么呢？因为固定128位的摘要是有穷的，而原文数量是无穷的，每一个摘要都可以由若干个原文通过Hash得到。

小明：如果是这样的话，网上所说的MD5破解到底是怎么回事呢？

老师：对于MD5的破解，实际上都属于【碰撞】。比如原文A通过MD5可以生成摘要M，我们并不需要把X还原成A，只需要找到原文B，生成同样的摘要M即可。

设MD5的哈希函数是H（X），那么：

H(A) = M

H(B) = M

任意一个B即为破解结果。

B有可能等于A，也可能不等于A。

用一个形象的说法，A和B的MD5结果“殊途同归”。

MD5碰撞通常用于登陆密码的破解。应用系统的数据库中存储的用户密码通常都是原密码的MD5哈希值，每当用户登录时，验签过程如下：



如果我们得到了用户ABC的密码哈希值E10ADC3949BA59ABBE56E057F20F883E，并不需要还原出原密码123456，只需要“碰撞”出另一个原文654321（只是举例）即可。登录时，完全可以使用654321作为登陆密码，欺骗过应用系统的验签。



小明：那么，具体如何来实现MD5摘要的碰撞呢？

老师：MD5碰撞的方法有很多，主要包括暴力枚举法、字典法、彩虹表法等等。

暴力枚举法：

老师：暴力枚举法顾名思义，就是简单粗暴地枚举出所有原文，并计算出它们的哈希值，看看哪个哈希值和给定的信息摘要一致。这种方法虽然简单，但是时间复杂度极高。想象一下，仅仅长度8位的密码就有多少种排列组合的可能性？

小明：只考虑大小写字母和数字，每一位有62种可能，那么8位密码的排列组合就是62的8次方，218340105584800，约等于二百万亿！

老师：是的，这样的数据量如果使用普通的单机来破解，恐怕头发白了也破解不完。不过，我们也可以做一些取巧，优先尝试生日和有意义的单词，这样就可以把穷举范围缩小很多。

字典法：

老师：如果说暴力枚举法是ongoing时间换空间，那么字典法则是用空间换时间。黑客利用一个巨大的字典，存储尽可能多的原文和对应的哈希值。每次用给定的信息摘要查找字典，即可快速找到碰撞的结果。



不过，这样做虽然每次破解速度很快，但是生成字典需要巨大的空间。仍然以8位密码举例，需要多大空间呢？

小明：刚才计算过有218340105584800种可能性，每一对映射占192（128+64）bit。那么大约需要4.65PB的存储空间。

老师：没错，这样做的存储成本实在太大了。当然，我们同样可以取巧，优先存储那些常用的密码及其摘要。

小明：那么，有没有什么方法可以做到时间和空间的均衡呢？

老师：有一种方法可以，那就是下面我要介绍的【彩虹表发】。

彩虹表法：

老师：彩虹表法可以说是对字典法的优化，它采用了一种有趣的数据结构：【彩虹表】。在学习彩虹表之前，我们先来了解两个基本函数：H(X)和R(X)。

H（X）：生成信息摘要的哈希函数，比如MD5，比如SHA256。

R（X）：从信息摘要转换成另一个字符串的衰减函数（Reduce）。其中R（X）的定义域是H（X）的值域，R（X）的值域是H（X）的定义域。但要注意的是，R（X）并非H（X）的反函数。

通过交替运算H和R若干次，可以形成一个原文和哈希值的链条。假设原文是aaaaaa，哈希值长度32bit，那么哈希链表就是下面的样子：



这个链条有多长呢？假设H（X）和R（X）的交替重复K次，那么链条长度就是2K+1。同时，我们只需把链表的首段和末端存入哈希表中：



小明：这什么跟什么啊，衰减函数和哈希链条，到底是干什么用的？

老师：别急，我们来演示一次破解过程，你就明白它们的意义了。

给定信息摘要：920ECF10

如何得到原文呢？只需进行R（X）运算：

R（920ECF10）= kiebgt

查询哈希表可以找到末端kiebgt对应的首端是aaaaaa，因此摘要920ECF10的原文“极有可能”在aaaaaa到kiebgt的这个链条当中。

接下来从aaaaaa开始，重新交替运算R（X）与H（X），看一看摘要值920ECF10是否是其中一次H（X）的结果。从链条看来，答案是肯定的，因此920ECF10的原文就是920ECF10的前置节点sgfnyd。



需要补充的是，如果给定的摘要值经过一次R（X）运算，结果在哈希表中找不到，可以继续交替H（X）R（X）直到第K次为止。

简单来说，哈希链表代表了一组映射关系，其中每组包含K对映射，但只需要存储链条首位两个字符串。假设K=10，那么存储空间只有全量字典的十分之一，代价则是破解一个摘要的运算次数也提高了十倍。这就是时间和空间的取舍。虽然做了取舍，但是哈希链条存在一个致命的缺陷：R（X）函数的可靠性。虽然我们尽量把R（X）设计成结果均匀分布的函数，但是再完美的函数也难免会有碰撞的情况，比如下面这样：

给定信息摘要：FB107E70

经过多次R（X），H（X）运算，得到结果kiebgt

通过哈希表查找末端kiebgt，可以找出首端aaaaaa

但是，FB107E70并不在aaaaaa到kiebgt的哈希链条当中，这就是R（X）的碰撞造成的。



这个问题看似没什么影响，既然找不到就重新生成一组首尾映射即可。但是想象一下，当K值较大的时候，哈希链很长，一旦两条不同的哈希链在某个节点出现碰撞，后面所有的明文和哈希值全都变成了一毛一样的值。

这样造成的后果就是冗余存储。原本两条哈希链可以存储 2K个映射，由于重复，真正存储的映射数量不足2K。

这个时候，我们设计了彩虹表。彩虹表对哈希链进行了改进，把原先的R（X）的函数改进成从R1（X）到Rk（X）一共K个衰减函数。这样一来虽然也可能发生碰撞，但是碰撞只会发生在同一级运算，如R1和R1碰撞，R3和R3碰撞，大大减小了存储重复的几率。



小明：好复杂，听的头都晕了。那想要破解MD5算法，有没有比彩虹表更厉害的方法呢？

老师：还真有。

2004年，王小云教授提出了非常高效的MD5碰撞方法。

2009年，冯登国、谢涛利用差分攻击，将MD5的碰撞算法复杂度进一步降低。

有兴趣的小伙伴可以通过资料进行更深入的学习。

几点补充：

对于单机来说，暴力枚举法的时间成本很高，字典法的空间成本很高。但是利用分布式计算和分布式存储，仍然可以有效破解MD5算法。因此这两种方法同样被黑客们广泛使用。

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在util目录添加md5.js文件 ：  下载地址：https://download.csdn.net/download/qq_35713752/10617174；

目录结构如图：



在util.js里面：

/**
 * MD5加密
 */
var MD5Encode = require("MD5Encode.js");
function doMD5Encode(toEncode) {
  return MD5Encode.hexMD5(toEncode);
}
module.exports = {
  doMD5Encode: doMD5Encode, //md5加密导出
}

使用方法：

导入util文件：var util = require('../../../utils/util.js');

使用函数示例：

let _phone = util.doMD5Encode(wx.getStorageSync('phone'));
console.log(_phone);