MD5对文件进行摘要加密

MD5对文件进行摘要加密摘要MD5（Message-Digest Algorithm 5）90年代初由MIT Laboratory for computer science和RSA Data Security inc的Ronald LRivest开发出来，经MD2、MD3和MD4发展而来。 本文描述了MD5加密算法的原理及程序设计过程与程序实现，在参考RFC1321的基础上，把加密程序做成可视化窗口形式，以方便使用。关键词MD5加密 设计 实现 应用1. 引言MD (Message Digest)意为报文摘要。由Ron Riverst 于1990年作为RFC提出，1992年RFC 1320，1321公布了MD5算法的细节。其功能是对不定长的报文作出定长的“报文摘要”。1.1 编写目的本文描述了怎样实现MD5报文摘要算法的方法。MD5有这样一个性质，杂凑码中的每一个比特都是所有输入比特的函数，因此获得了很好的混淆效果，从而不可能随机选择两个具有相同杂凑码的报文。此算法将对输入的任意长度的信息进行计算，产生一个128位长度的“指纹”或“报文摘要”。1.2 安全性分析找出两个具有相同杂凑码的报文需要执行O(264)次运算；而寻找具有给定杂凑码的一个报文，要执行O(2128)次运算。从密码分析的角度来看，要破解MD5运算结果，若用穷尽搜索方法，需进行O(264) 次运算，但用第类生日攻击，分析所需时间要短得多。因此认为MD5易受第类生日攻击的威胁。1. 3 术语与符号实现中，一个“字”是32位，一个“字节”是8位。一系列位串可看成是一系列字节的普通形式，其中的连续的8位看成一个字节，高位在前，同理一系列字节串可看成是一系列32位的字，其中每个连续的4个字节当作一个字，低位在前。“当前文件”或“当前文档”指在当前MD5加密程序窗口打开的文件程序假定一个int型变量占一个“字”的内存空间，一个char型变量占一个“字节”的内存空间。2. 程序说明2.1 程序描述本程序实现了MD5加密技术，对打开的文件或当前编辑的文件进行加密。程序主要通过菜单选项进行操作。2.2 功能说明(功能模块结构)2.3 算法说明MD5加密算法对文件中的内容进行摘要运算，摘要的执行分为以下几个步骤：第一步，补位：MD5算法先对输入的数据进行补位，使得数据的长度(以byte为单位)对64求余的结果是56。即数据扩展至LEN=K*64+56个字节，K为整数。补位方法：补一个1，然后补0至满足上述要求。相当于补一个0x80的字节，再补值为0的字节。这一步里总共补充的字节数为063个。第二步，附加数据长度：用一个64位的整数表示数据的原始长度(以bit为单位)，将这个数字的8个字节按低位的在前，高位在后的顺序附加在补位后的数据后面。这时，数据被填补后的总长度为： LEN = K*64+56+8=(K+1)*64 Bytes。第三步，初始化MD5参数：有四个32位整数变量 (A,B,C,D) 用来计算信息摘要，每一个变量被初始化成以下以十六进制数表示的数值，低位的字节在前面。word A: 01 23 45 67word B: 89 ab cd efword C: fe dc ba 98word D: 76 54 32 10低位的字节在前面指的是Little Endian平台上内存中字节的排列方式，而在程序中书写时，要写成： A=0x67452301 B=0xefcdab89 C=0x98badcfe D=0x10325476第四步，定义四个MD5基本的按位操作函数：X，Y，Z为32位整数。F(X,Y,Z) = (X and Y) or (not(X) and Z)G(X,Y,Z) = (X and Z) or (Y and not(Z)H(X,Y,Z) = X xor Y xor ZI(X,Y,Z) = Y xor (X or not(Z)再定义四个分别用于四轮变换的函数。设Mj表示消息的第j个子分组（从0到15），S表示循环左移S位，则四种操作为：FF(a,b,c,d,Mj,s,ti)表示a=b+(a+(F(b,c,d)+Mj+ti)s)GG(a,b,c,d,Mj,s,ti)表示a=b+(a+(G(b,c,d)+Mj+ti)s)HH(a,b,c,d,Mj,s,ti)表示a=b+(a+(H(b,c,d)+Mj+ti)s)I I(a,b,c,d,Mj,s,ti)表示a=b+(a+(I(b,c,d)+Mj+ti)s)第五步，对输入数据作变换。处理数据，N是总的字节数，以64个字节为一组，每组作一次循环，每次循环进行四轮操作。要变换的64个字节用16个32位的整数数组M0 .15表示。而数组T1 . 64表示一组常数， T为4294967296*abs(sin(i)的32位整数部分，i的单位是弧度,i的取值从1到64。具体过程如下：/* 设置主循环变量 */For (i = 0；i =N/16-1;i+ )/*每循环一次，把数据原文存放在16个元素的数组X中. */For( j = 0;j=15 ;j+)Set Xj to Mi*16+j.AA = ABB = BCC = CDD = D/* 第1轮*/* 以 abcd k s i表示如下操作a = b + (a + F(b,c,d) + Xk + T) count0 = context-count1 = 0;context-state0 = 0x67452301;context-state1 = 0xefcdab89;context-state2 = 0x98badcfe;context-state3 = 0x10325476;MD5Update()调用杂凑函数HashFunct()对数据进行变换、加密。对于不足512位的数据，则交给MD5Final()函数补位后再作变换。这里只对64字节整倍数的数据进行变换，尾部不足512位的交给MD5Final()函数处理。void MD5Update (MD5_CTX *context, POINTER input,unsigned int inputLen)unsigned int i, index, partLen;index = (unsigned int)(context-count0 3) & 0x3F);/模64if (context-count0+=(unsigned long)inputLen 3) (unsigned long)inputLencount1+;context-count1 += (unsigned long)inputLen 29);partLen = 64 - index;if (inputLen = partLen)memcpy (POINTER)&context-bufferindex, (POINTER)input, partLen)；HashFunct (context-state, context-buffer);/作变换for (i = partLen; i + 63 state, &inputi);index = 0;elsei = 0;memcpy (POINTER)&context-bufferindex, (POINTER)&inputi,inputLen-i);HashFunct()对输入的64字节（512位）数据进行四轮64次变换，对应2.3节第五步。HashFunct (unsigned long state4, unsigned char block64)；MD5Final()函数对数据进行补位后再调用HashFunct()函数作变换加密处理。void MD5Final (unsigned char digest16,MD5_CTX *context)unsigned char bits8;unsigned int index, padLen;Decompose(bits, context-count, 8);index = (unsigned int)(context-count0 3) & 0x3f);padLen = (index state, 16);ClearBuff (POINTER)context, 0, sizeof (*context);4. 程序测试MD5 () = d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD5 (a) = 0cc175b9c0f1b6a831c399e269772661MD5 (abc) = 900150983cd24fb0d6963f7d28e17f72MD5 (message digest) = f96b697d7cb7938d525a2f31aaf161d0MD5 (abcdefghijklmnopqrstuvwxyz) = c3fcd3d76192e4007dfb496cca67e13bMD5(ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789) =d174ab98d277d9f5a5611c2c9f419d9fMD5(12345678901234567890123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890) = 57edf4a2