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  • md5加密原理
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    2019-01-28 22:33:31

      MD5加密原理解析及OC版原理实现

      一、MD5算法基础概念

      MD5算法是Hash算法的一种,叫做讯息摘要演算法。所谓摘要,从字面意思理解,是指内容的大概。在MD5算法中,这个摘要是指将任意数据映射成一个128位长的摘要信息。并且其是不可逆的,即从摘要信息无法反向推演中原文,在演算过程中,原文的内容也是有丢失的。

      因为MD5算法最终生成的是一个128位长的数据,从原理上说,有2^128种可能,这是一个非常巨大的数据,约等于3.4乘10的38次方,虽然这个是个天文数字,但是世界上可以进行加密的数据原则上说是无限的,因此是可能存在不同的内容经过MD5加密后得到同样的摘要信息,但这个碰中的概率非常小。

      二、MD5的使用场景

      MD5常用在密码加密中,一般为了保证用户密码的安全,在数据库中存储的都是用户的密码经过MD5加密后的值,在客户端用户输入密码后,也会使用MD5进行加密,这样即使用户的网络被窃听,窃听者依然无法拿到用户的原始密码,并且即使用户数据库被盗,没有存储明文的密码对用户来说也多了一层安全保障。

      MD5签名技术还常用于防止信息的篡改。使用MD5可以对进行进行签名,接收者拿到信息后只要重新计算签名和原始签名进行对比,即可知道数据信息是否中途被篡改了。

      三、MD5算法原理

      MD5算法大致分为4步完成:

      第1步:进行数据填充整理

      这一步是对要加密的数据进行填充和整理,将要加密的二进制数据对512取模,得到的结果如果不够448位,则进行补足,补足的方式是第1位填充1,后面全部填充0。

      第2步:记录数据长度

      经过第一步整理完成后的数据的位数可以表示为N*512+448,再向其后追加64位用来存储数据的长度,比如数据的长度为16字节,则用10000来填充后64位。这一步做完后,数据的位数将变成(N+1)*512。

      第3步:以标准的幻数作为输入

      MD5的实现需要每512个字节进行一次处理,后一次处理的输入为前一次处理的输出,因此,在循环处理开始之前,需要拿4个标准数作为输入,它们分别是:

      unsigned int A=0x67452301,B=0xefcdab89,C=0x98badcfe,D=0x10325476;

      第4步:进行N轮循环处理,将最后的结果输出

      这一步重要的是每一轮的处理算法,每一轮处理也要循环64次,这64次循环被分为4各组,每16次循环为一组,每组循环使用不同的逻辑处理函数,处理完成后,将输出作为输入进入下一轮循环。

      四、MD5核心算法的实现

      这里演示的是每轮循环的核心算法:

      首先进行3个函数的声明:

      //将大端字节序转换为小端字节序

      void convertToLittleEndian(unsigned int *data, int len);

      //进行循环左移函数

      void ROL(unsigned int *s, unsigned short cx);

      //MD5加密函数

      void MD5(NSString *str);

      MD5算法中处理的数据都是小端字节序的,而使用Objective-C处理的NSData对象的字节序是大端字节序,因此我们需要做一下转换。函数实现如下:

      void convertToLittleEndian(unsigned int *data, int len)

      {

      for (int index = 0; index < len; index ++) {

      *data = ((*data & 0xff000000) >> 24)

      | ((*data & 0x00ff0000) >>  8)

      | ((*data & 0x0000ff00) <<  8)

      | ((*data & 0x000000ff) << 24);

      data ++;

      }

      }

      在MD5中有需要对字节数据进行循环左移的操作,循环左移函数实现如下:

      void ROL(unsigned int *s, unsigned short cx)

      {

      if (cx > 32)cx %= 32;

      *s = (*s << cx) | (*s >> (32 - cx));

      return;

      }

      下面是MD5函数的核心实现:

      void MD5(NSString *str){

      const void * bytes[str.length];

      //字符串转字节流

      [str getBytes:bytes maxLength:str.length usedLength:nil encoding:NSUTF8StringEncoding options:NSStringEncodingConversionExternalRepresentation range:NSMakeRange(0, str.length) remainingRange:nil];

      //使用NSData存储

      NSMutableData * data = [[NSMutableData alloc] initWithBytes:bytes length:str.length];

      BOOL first = YES;

      //进行数据填充

      if (data.length<56) {

      do {

      if (first) {

      int byte = 0b10000000;

      [data appendBytes:&byte length:1];

      first = NO;

      }else{

      int byte = 0b00000000;

      [data appendBytes:&byte length:1];

      }

      } while (data.length<56);

      }

      int length = (int)str.length*8%((int)pow(2, 64));

      [data appendBytes:&length length:8];

      void * newBytes[64];

      memcpy(newBytes, [data bytes], 64);

      //大小端转换

      convertToLittleEndian(newBytes, 64);

      NSData * newData = [NSData dataWithBytes:newBytes length:data.length];

      NSMutableArray * subData = [NSMutableArray array];

      //进行分组

      for (int i = 0; i<16; i++) {

      [subData addObject: [newData subdataWithRange:NSMakeRange(i*4, 4)]];

      }

      //初始输入

      unsigned int A=0x67452301,B=0xefcdab89, www.dasheng178.com=0x98badcfe,D=0x10325476;

      unsigned int a=A,b=B,c=C,d=D;

      unsigned int s[64] = { 7, 12, 17, 22, 7, 12, 17, 22, 7, 12, 17, 22, 7, 12, 17, 22,5, 9, 14, 20, 5, 9, 14, 20, 5, 9, 14, 20, 5, 9, 14, 20, 4, 11,16, 23, 4, 11, 16, 23, 4, 11, 16, 23, 4, 11, 16, 23, 6, 10, 15,21, 6, 10, 15, 21, 6, 10, 15, 21, 6, 10, 15, 21 };

      unsigned int  k[64] = {

      0xd76aa478, 0xe8c7b756, 0x242070db, 0xc1bdceee,

      0xf57c0faf, 0x4787c62a, 0xa8304613, 0xfd469501,

      0x698098d8, 0x8b44f7af, 0xffff5bb1, 0x895cd7be,

      0x6b901122, 0xfd987193, 0xa679438e, 0x49b40821,

      0xf61e2562, 0xc040b340, 0x265e5a51, 0xe9b6c7aa,

      0xd62f105d, 0x02441453, 0xd8a1e681, 0xe7d3fbc8,

      0x21e1cde6, 0xc33707d6, 0xf4d50d87, 0x455a14ed,

      0xa9e3e905, 0xfcefa3f8, 0x676f02d9, 0x8d2a4c8a,

      0xfffa3942, 0x8771f681, 0x6d9d6122, 0xfde5380c,

      0xa4beea44, 0x4bdecfa9, 0xf6bb4b60, 0xbebfbc70,

      0x289b7ec6, 0xeaa127fa, 0xd4ef3085, 0x04881d05,

      0xd9d4d039,  0xe6db99e5, 0x1fa27cf8, 0xc4ac5665,

      0xf4292244, 0x432aff97,  0xab9423a7, 0xfc93a039,

      0x655b59c3, 0x8f0ccc92, 0xffeff47d,  0x85845dd1,

      0x6fa87e4f, 0xfe2ce6e0,www.hengda157.com  0xa3014314, 0x4e0811a1,

      0xf7537e82, 0xbd3af235, 0x2ad7d2bb, 0xeb86d391 };

      //64次循环处理

      for (int i = 0; i <= 64; i++) {

      if (i<64) {

      unsigned int f;

      unsigned int g;

      if (i<16) {

      f = (b&c)|((~b)&d);

      g = i;

      }else if(i<32) {

      f = (b&d)|((~d)&c);

      g = (5*i+1)%16;

      }else if(i<48){

      f = b^c^d;

      g = (3*i+5)%16;

      }else{

      f = c^((~d)|b);

      g = (7*i)%16;

      }

      unsigned int * temp www.michenggw.com= (unsigned int *) [subData[g] bytes];

      unsigned int  *tem = malloc(sizeof(unsigned int));

      memcpy(tem, temp, 4);

      convertToLittleEndian(tem, 4);

      unsigned int res = (a+f+*tem+k[i]);

      ROL(&res,s[i]);

      unsigned int t www.078881.cn = res+b;

      a = d;

      d = c;

      c = b;

      b = t;

      }else{

      A = a+A;

      B = b+B;

      C = c+C;

      D = d+D;

      }

      }

      //大小端转换

      unsigned int * newA = malloc(sizeof(unsigned int));

      memcpy(newA, &A, 4);

      NSLog(@"%0x",*newA);

      convertToLittleEndian(newA, 4);

      unsigned int * newB = malloc(sizeof(unsigned int));

      memcpy(newB, &B, 4);

      convertToLittleEndian(newB, 4);

      unsigned int * newC = malloc(sizeof(unsigned int));

      memcpy(newC, &C, 4);

      convertToLittleEndian(www.mhylpt.com newC, 4);

      unsigned int * newD = malloc(sizeof(unsigned int));

      memcpy(newD, &D, 4);

      convertToLittleEndian(newD, 4);

      NSLog(@"AAA:%0x %0x %0x %0x ",*newA,*newB,*newC,*newD);

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    本文将通过漫画的形式来通俗易懂的讲述什么是MD5加密算法(Message Digest AlgorithmMD5(中文名为消息摘要算法第五版)),MD5加密算法的底层原理以及MD5加密算法的破解算法方法。 ...

    转载自:https://www.cnblogs.com/second-tomorrow/p/9129043.html

    本文将通过漫画的形式来通俗易懂的讲述什么是MD5加密算法(Message Digest Algorithm MD5(中文名为消息摘要算法第五版)),MD5加密算法的底层原理以及MD5加密算法的破解算法方法。

     

    【转载】漫画趣解 MD5 算法

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    【转载】漫画趣解 MD5 算法

    【转载】漫画趣解 MD5 算法

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    摘要哈希生成的正确姿势是什么样呢?分三步:

     

    1.收集相关业务参数,在这里是金额和目标账户。当然,实际应用中的参数肯定比这多得多,这里只是做了简化。

     

    2.按照规则,把参数名和参数值拼接成一个字符串,同时把给定的密钥也拼接起来。之所以需要密钥,是因为攻击者也可能获知拼接规则。

     

    3.利用 MD5 算法,从原文生成哈希值。MD5 生成的哈希值是 128 位的二进制数,也就是 32 位的十六进制数。

    【转载】漫画趣解 MD5 算法

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    第三方支付平台如何验证请求的签名?同样分三步:

     

    1.发送方和请求方约定相同的字符串拼接规则,约定相同的密钥。 

     

    2.第三方平台接到支付请求,按规则拼接业务参数和密钥,利用 MD5 算法生成 Sign。 

     

    3.用第三方平台自己生成的 Sign 和请求发送过来的 Sign 做对比,如果两个 Sign 值一模一样,则签名无误,如果两个 Sign 值不同,则信息做了篡改。这个过程叫做验签。

     

     

     

    [image]

    [image]

    [image]

     

    MD5 算法底层原理:  

     [image]

    简单概括起来,MD5 算法的过程分为四步:处理原文,设置初始值,循环加工,拼接结果。   

     

    • 第一步:处理原文  

    首先,我们计算出原文长度(bit)对 512 求余的结果,如果不等于 448,就需要填充原文使得原文对 512 求余的结果等于 448。填充的方法是第一位填充 1,其余位填充 0。填充完后,信息的长度就是 512*N+448。  

    之后,用剩余的位置(512-448=64 位)记录原文的真正长度,把长度的二进制值补在最后。这样处理后的信息长度就是 512*(N+1)。  

     

    • 第二步:设置初始值  

    MD5 的哈希结果长度为 128 位,按每 32 位分成一组共 4 组。这 4 组结果是由 4 个初始值 A、B、C、D 经过不断演变得到。MD5 的官方实现中,A、B、C、D 的初始值如下(16 进制):  

     

    TOMORROW 星辰 , 版权所有丨如未注明 , 均为原创丨本网站采用 BY-NC-SA 协议进行授权 

     

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  • md5加密原理

    千次阅读 2013-06-29 23:21:03
    md5加密原理 首先要明白一个概念,md5不是用于加密,而是用于数据的完整性校验的一种技术。 这是一个单向散列函数,单向的意思就是说不可逆转。你可以将源内容通过md5函数散列出一个md5校验码,这个md5校验码...
    md5加密原理

    首先要明白一个概念,md5不是用于加密,而是用于数据的完整性校验的一种技术。

    这是一个单向散列函数,单向的意思就是说不可逆转。你可以将源内容通过md5函数散列出一个md5校验码,这个md5校验码是唯一的,你可以作为证明源的身份标识,但是你无法通过md5校验码去还原源。
    Src ---> md5 --->md5Code
    但是 md5Code --->某算法 ---> Src 是不可能的

    同样的内容经过md5算法总是得到相同的md5校验码。

    之所以给人以md5是用于加密的这种假象,是因为该技术应用于很多密码校验和文件完整性校验过程中。

    如你的password用明文输入,经过md5以后形成一个32字节的 md5校验码,保存在服务器上。服务器的管理员可以看到你的32字节的md5校验码,但是因为没有办法通过md5校验码还原成原密码,因此该密码的保存(实际上是保存的密码的一个唯一标识)是安全的。
    校验的时候,你输入你的密码,经过md5以后形成一个新的32字节的md5校验码,服务器比较新的校验码和旧的校验码就可以判断你是否输入了正确的密码。在整个认证和鉴权的过程中,服务器只和你的密码生成以后的md5校验码打交道,而避免了和密码直接打交道。

    其次用得非常多的是文件的完整性校验。
    我们都经常从FTP站点上下载文件,在Internet不可信任的环境中,存在很多的不安全因素。如果你下载的session被人截获,并在下载的文件中插入危险代码,使得当你下载完毕运行程序的时候植入木马或者病毒或者其他非安全的代码。要验证文件的完整性,FTP server一般将整个文件夹打成包,如iso文件,然后同时给出md5校验码。当你下在该iso文件,在刻盘之前,运行md5程序产生一个md5校验码,如果和FTP Server上的校验码一样,就可以证明:在文件传输的过程中没有产生错误和任何修改。如果你信赖该FTP Server,那么你就可以放心使用该文件或资源。

    样例:
    Java代码 复制代码  收藏代码
    1.   
    2. import java.security.MessageDigest;   
    3. import java.security.NoSuchAlgorithmException;   
    4.   
    5. public class md5 {   
    6.  public String str;   
    7.   
    8.  public void md5s(String plainText) {   
    9.   try {   
    10.    MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("MD5");   
    11.    md.update(plainText.getBytes());   
    12.    byte b[] = md.digest();   
    13.   
    14.    int i;   
    15.   
    16.    StringBuffer buf = new StringBuffer("");   
    17.    for (int offset = 0; offset < b.length; offset++) {   
    18.     i = b[offset];   
    19.     if (i < 0)   
    20.      i += 256;   
    21.     if (i < 16)   
    22.      buf.append("0");   
    23.     buf.append(Integer.toHexString(i));   
    24.    }   
    25.    str = buf.toString();   
    26.    System.out.println("result: " + buf.toString());// 32位的加密   
    27.    System.out.println("result: " + buf.toString().substring(824));// 16位的加密   
    28.   } catch (NoSuchAlgorithmException e) {   
    29.    // TODO Auto-generated catch block   
    30.    e.printStackTrace();   
    31.   
    32.   }   
    33.  }   
    34.   
    35.  public static void main(String agrs[]) {   
    36.   md5 md51 = new md5();   
    37.   md51.md5s("4");//加密4   
    38.  }   
    39.   
    40. }   
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  • MD5加密算法的原理

    千次阅读 2019-10-26 10:09:10
    4.MD5加密过程; 5. MD5特征分析; ​​​​​​​ 1.MD5简介; 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...

    目录

     

    1.MD5简介;

    2.MD5用途;

    3.MD5工具类的实现;

    4.MD5加密过程;

    5. MD5特征分析;


    ​​​​​​​

    1.MD5简介;

    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。

    密码散列函数(Cryptographic hash function),又译为加密散列函数,是散列函数的一种。它被认为是一种单向函数,也就是说极其难以由散列函数输出的结果,回推输入的数据是什么。这样的单向函数被称为“现代密码学的驮马”。这种散列函数的输入数据,通常被称为消息(message),而它的输出结果,经常被称为消息摘要(message digest)或摘要(digest)。在信息安全中,有许多重要的应用,都使用了密码散列函数来实现,例如数字签名,消息认证码。 

     

    2.MD5用途;

     MD5特点:用户传入一个明文的字符串,加密后得到一个密文!

     

    3.MD5工具类的实现;

    加盐方式:

    //加盐方式
        public static String EncoderPwdByMd5(String pwd) throws NoSuchAlgorithmException {
    
            // 1,获取信息摘要对象md5,利用其单例函数来获取
            MessageDigest md5=MessageDigest.getInstance("MD5");
    
            // 2,信息摘要对象md5是对字节数组进行摘要的,所以先获取字符串的字节数组
            byte[] str_bytes=pwd.getBytes();
    
            // 3,信息摘要对象对得到的字节数组进行摘要,得到摘要字节数组,返回的是byte[] - 字节数组,长度是16个字节
            byte[] result = md5.digest(str_bytes);
    
            // 4,把摘要数组中的每一个字节转换成16进制,并拼在一起就得到了MD5值.
            StringBuffer sb = new StringBuffer();
            // 把每一个byte 做一个与运算 0xff;
            for (byte b : result) {
                // 与运算,获取字节的低8位有效值
                int number = b & 0xff;// 加盐
                // 将整数转换成16进制
                String str = Integer.toHexString(number);
                // 如果是1位的话,补0
                if (str.length() == 1) {
                    sb.append("0");
                }
                // 把密文添加到缓存中
                sb.append(str);
            }
            // 标准的md5加密后的结果
            return sb.toString();
        }

    主函数测试:

    public static void main(String[] args) throws NoSuchAlgorithmException {
            System.out.println("加密后的密码为:\n"+EncoderPwdByMd5("123fbuinnviuiwj265"));
            System.out.println("md5密文的位数:\n"+EncoderPwdByMd5("123").length());
        }

    运行结果:

     

    普通方式:

    //普通方式
        public static String EncoderPwdByMd5_2(String pwd) throws NoSuchAlgorithmException {
    
            char hexDigits[] = {
                    '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F'
            };
    
            // 1,获取MD5摘要算法的MessageDigest对象md5,利用其单例函数来获取MD5的对象
            MessageDigest md5=MessageDigest.getInstance("MD5");
    
            // 2,将密码先转换成字节数,使用指定的字节更新摘要
            md5.update(pwd.getBytes());
    
            // 3,获得密文
            byte[] result = md5.digest();
    
            // 4,把密文(字节数组)转换成十六进制的字符串形式,拼在一起就得到了MD5值
            int j = result.length;
            char str[] = new char[j * 2];
            int k = 0;
            for (int i = 0; i < j; i++) {
                byte byte0 = result[i];
                str[k++] = hexDigits[byte0 >>> 4 & 0xf];
                str[k++] = hexDigits[byte0 & 0xf];
            }
            return new String(str);
        }

    主函数测试:

    public static void main(String[] args) throws NoSuchAlgorithmException {
            //System.out.println("加密后的密码为:\n"+EncoderPwdByMd5("123fbuinnviuiwj265"));
            //System.out.println("md5密文的位数:\n"+EncoderPwdByMd5("123").length());
            System.out.println("加密后的密码为:\n"+EncoderPwdByMd5_2("123"));
            System.out.println("md5密文的位数:\n"+EncoderPwdByMd5("123").length());
        }

    运行结果:

     

    4.MD5加密过程;

    加密过程分为4步:

    第1步:

    //1,获取MD5摘要算法的MessageDigest类,利用其单例函数来获取对象md5
    MessageDigest md5=MessageDigest.getInstance("MD5");

    第2步:

    /*2,信息摘要的方法md5.digest(),其中的参数和返回值都是byte[](字节数组)类型;
    
    所以先要获取字符串的字节数组;*/
    
     byte[] str_bytes=pwd.getBytes();

    第3步:

    /*3,信息摘要对象对得到的字节数组进行摘要,得到摘要字节数组,返回的是byte[] - 字节数组,长度是16个字节*/
    byte[] result = md5.digest(str_bytes);

    第4步:

    // 4,把摘要数组中的每一个字节转换成16进制,并拼在一起就得到了MD5值
    StringBuffer sb = new StringBuffer();
            // 把每一个byte 做一个与运算 0xff;
            for (byte b : result) {
                // 与运算,获取字节的低8位有效值
                int number = b & 0xff;
                // 将整数转换成16进制
                String str = Integer.toHexString(number);
                // 如果是1位的话,补0
                if (str.length() == 1) {
                    sb.append("0");
                }
                // 把密文添加到缓存中
                sb.append(str);
            }
            // 标准的md5加密后的结果
            return sb.toString();

     

    5. MD5特征分析;

    总体概括:

    用户传入一个明文的字符串(可见),加密后得到一个密文(不可见)!

    得到的散列值特点: 

    1,密文为128bit(16字节)的散列值,用于确保信息传输完整一致

    2,长度固定,不管多长的字符串,加密后长度都是一样长;

    3,不可逆,你明明知道密文和加密方式,你却无法反向计算出原密码,一般解密不了;

    长度问题:

    1,md5的长度,默认为128bit,也就是128个0和1的二进制串;

    2,格式不太好,所以将二进制转成了16进制,每4个bit表示一个16进制,

    3,所以128/4 = 32 换成16进制表示后,为32位了;

    byte类型转换成int类型:

    首先byte是1个字节,8bit;

    int是4个字节,32bit;

    当把一个低精度的数据类型转成一个高精度的数据类型时,必然会涉及到如何扩展位数的问题;

    补符号位扩展,若为负数,高24位全部补1,转换成十进制则会出问题。

    目的就是为了保证二进制数据的一致性。

     第一,oxff默认为整形,二进制位最低8位是1111  1111,前面24位都是0;

    第二,&运算: 如果2个bit都是1,则得1,否则得0;

    第三,byte的8位和0xff进行&运算后,最低8位中,原来为1的还是1,原来为0的还是0,而0xff其他位都是0,所以&后仍然得0,

     

     

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