Hash算法MD5 实验报告

1、精选文档哈尔滨工程大学实 验 报 告 实 验 名 称： Hash 算法MD5 班 级： 学 号： 姓 名： 实 验 时 间： 2014年6月 成 绩： 指 导 教 师： 实验室名称： 哈尔滨工程大学实验室与资产管理处 制一、实验名称 Hash算法2、 实验目的 通过实际编程了解MD5 算法的加密和解密过程，加深对Hash 算法的认识。3、 实验环境（实验所使用的器件、仪器设备名称及规格） 运行Windows 或Linux 操作系统的PC 机，具有gcc(Linux)、VC（Windows）等C 语言编译环境。 4、 任务及其要求（1）利用自己所编的MD5 程序对一个文件进行处理，计算它的Has

2、h 值，提交程序代程和运算结果。（2）微软的系统软件都有MD5 验证，尝试查找软件的MD5 值。同时，在Windows操作系统中，通过开始运行sigverif 命令，利用数字签名查找验证非Windows 的系统软件。_ 5、 实验设计（包括原理图、真值表、分析及简化过程、卡诺图、源代码等）在MD5 算法中，首先需要对信息进行填充，使其字节长度与448 模512 同余，即信息的字节长度扩展至n*512+448，n 为一个正整数。填充的方法如下：在信息的后面填充第一位为1，其余各位均为0，直到满足上面的条件时才停止用0 对信息填充。然后，再在这个结果后面附加一个以64 位二进制表示的填充前信息长度

3、。经过这两步的处理，现在的信息字节长度为n*512+448= (n+1)*512，即长度恰好是512 的整数倍，这样做的目的是为满足后面处理中后面处理中对信息长度的要求。n 个分组中第q 个分组表示为Yq。MD5 中有A、B、C、D，4 个32 位被称作链接变量的整数参数，它们的初始值分别为：A=01234567B=89abcdef,C=fedcba98，D=76543210当设置好这个4 个链接变量后，就开始进入算法的4 轮循环运算。循环的次数是信息中512 位信息分组数目。首先将上面4 个链接变量复制到另外4 个变量中A 到AA，B 到BB，C 到CC，D 到DD，以备后面进行处理。然后进

4、入主循环，主循环有4 轮，每轮循环都很相似。第1 轮进行16 次操作，每次操作对A、B、C 和D 中的其中3 个作一次非线性函数运算，然后将所得结果加上第4 个变量，文本的一个子分组和一个常数。再将所得结果向左循环移S 位，并加上A、B、C 或D 其中之一。最后用该结果取代A、B、C 或D 其中之一。以下是每次操作中用到的4 个非线性函数（每轮一个）。F（B,C,D）=(BC)_(BD)(此处需修改)G（B,C,D）=(BD)(CD)H（B,C,D）=BCDI （B,C,D）=C(BD)（注：是与，是或， 是非，是异或。）2下面为每一轮16 步操作中的4 次操作，16 步操作按照一定次序顺序进

5、行。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(G,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)II （A,B,C,D,Mj,S,Ti）表示A=B+(A+(I (B,C,D)+Mj+Ti )S)(注：“+”定义为mod 232 的模运算。)Mj表示在第q 个512 位数据块中的第j 个32 位子分组，0j15。常数Ti可以有如下选择，在第i 步中，Ti是4294967296*abs(sin(i)的整数部分（

6、注：4294967296= 232 。），i 的单位是弧度。其中，Ti是32 位的随机数源，它消除了输入数据中任何规律性的特征。表1-4 说明了四轮主循环中每轮16 步操作的具体步骤。所有这些完成之后，将A、B、C、D 分别加上AA、BB、CC、DD。然后用下一分组数据继续运行算法，最后的输出是A、B、C 和D 的级联。 #include #include #include #include typedef unsigned char *POINTER; typedef unsigned short int UINT2; typedef unsigned long int UINT4; typ

7、edef struct UINT4 state4; UINT4 count2; unsigned char buffer64; MD5_CTX; void MD5Init(MD5_CTX *); void MD5Update(MD5_CTX *, unsigned char *, unsigned int); void MD5Final(unsigned char 16, MD5_CTX *); #define S11 7 #define S12 12 #define S13 17 #define S14 22 #define S21 5 #define S22 9 #define S23 1

8、4 #define S24 20 #define S31 4 #define S32 11 #define S33 16 #define S34 23 #define S41 6 #define S42 10 #define S43 15 #define S44 21 static unsigned char PADDING64 = 0x80, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,

9、0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 ; #define F(x, y, z) (x) & (y) | (x) & (z) #define G(x, y, z) (x) & (z) | (y) & (z) #define H(x, y, z) (x) (y) (z) #define I(x, y, z) (y) (x) | (z) #define ROTATE_LEFT(x, n) (x) (32-(n) #define FF(a, b, c, d, x, s, ac) (a) += F (b), (c),

10、(d) + (x) + (UINT4)(ac); (a) = ROTATE_LEFT (a), (s); (a) += (b); #define GG(a, b, c, d, x, s, ac) (a) += G (b), (c), (d) + (x) + (UINT4)(ac); (a) = ROTATE_LEFT (a), (s); (a) += (b); #define HH(a, b, c, d, x, s, ac) (a) += H (b), (c), (d) + (x) + (UINT4)(ac); (a) = ROTATE_LEFT (a), (s); (a) += (b); #

11、define II(a, b, c, d, x, s, ac) (a) += I (b), (c), (d) + (x) + (UINT4)(ac); (a) = ROTATE_LEFT (a), (s); (a) += (b); inline void Encode(unsigned char *output, UINT4 *input, unsigned int len) unsigned int i, j; for (i = 0, j = 0; j 8) & 0xff); outputj+2 = (unsigned char)(inputi 16) & 0xff); outputj+3

12、= (unsigned char)(inputi 24) & 0xff); inline void Decode(UINT4 *output, unsigned char *input, unsigned int len) unsigned int i, j; for (i = 0, j = 0; j len; i+, j += 4) outputi = (UINT4)inputj) | (UINT4)inputj+1) 8) | (UINT4)inputj+2) 16) | (UINT4)inputj+3) count0 = context-count1 = 0; context-state

13、0 = 0x67452301; context-state1 = 0xefcdab89; context-state2 = 0x98badcfe; context-state3 = 0x10325476; inline void MD5Update(MD5_CTX *context, unsigned char *input, unsigned int inputLen) unsigned int i, index, partLen; index = (unsigned int)(context-count0 3) & 0x3F); if (context-count0 += (UINT4)i

14、nputLen 3) (UINT4)inputLen count1+; context-count1 += (UINT4)inputLen 29); partLen = 64 - index; if (inputLen = partLen) memcpy(POINTER)&context-bufferindex, (POINTER)input, partLen); MD5Transform(context-state, context-buffer); for (i = partLen; i + 63 state, &inputi); index = 0; else i = 0; memcpy

15、(POINTER)&context-bufferindex, (POINTER)&inputi, inputLen-i); inline void MD5Final(unsigned char digest16, MD5_CTX *context) unsigned char bits8; unsigned int index, padLen; Encode (bits, context-count, 8); index = (unsigned int)(context-count0 3) & 0x3f); padLen = (index state, 16); memset (POINTER

16、)context, 0, sizeof (*context); void MD5Digest(char *pszInput, unsigned long nInputSize, char *pszOutPut) MD5_CTX context; unsigned int len = strlen (pszInput); MD5Init (&context); MD5Update (&context, (unsigned char *)pszInput, len); MD5Final (unsigned char *)pszOutPut, &context); Int main() char s

17、zDigest16; char encrypt200; printf(请输入要计算MD5值的字符串:); gets(encrypt); printf(n加密结果:); MD5Digest(encrypt,strlen(encrypt),szDigest); int i; for (i=0;i16;i+) printf (%02X,(unsigned char)szDigesti);getchar();六、实验步骤1 算法分析在光盘中附加了有关MD5 算法的头文件md5.h 和md5.c，根据所提供的文件分析MD5 算法的实现过程。下面简单介绍所用到的结构体变量和函数。程序中用到的结构体变量如下

18、：typedef struct md5_stateulong64 lengty;ulong32 state4,curlen;unsigned char buf64;md5_state;length 记录已经处理过的位数，curlen 记录已经处理过的字节数，数组state 存储上面所说的4 个链接变量，buf 作为处理过程中的缓存。程序中用到的函数如下：（1） void md5_init(md5_state *md)函数名称：初始化函数参数说明：md 指向一个上面所提到的结构体变量。初始化时把curlen 和length 置为0，并把4 个链接变量储存到state 中。（2）int md5_p

19、rocess(md5_state *md, const unsigned char *buf, unsigned long len)函数名称：处理函数参数说明：md 指向经过初过初始化函数处理过的一个结构体变量。3buf 指向待处理的信息。len 是buf 中信息的长度，以字节为单位。这个函数对待处理的信息以512 位为单位进行压缩，不足的部分存储在结构体中的buf中，并且用len 来指示信息的末尾，这样下次调用时会接着上一次的结果进行。（3）int md5_done(md5_state *md, unsigned char *Hash)函数名称：完成函数参数说明：md 指向上面所处理过的结构

20、体。Hash 指向存储结果的缓冲区。这个函数对未完成的信息先进行padding 操作，然后处理，并把最终结果存在Hash 指向的缓冲区中。（1） int md5_text(void)函数名称：测试函数这个函数对上面的3 个函数进行测试。函数内部定义了一组信息和Hash 结果一一对应的数组。通过调用上面的3 个函数，并把结果和正确结果相比较，可以判断程序正确与否。2 使用实例分析下面的程序实现了对”hello,world”进行MD5 处理的功能，可以作为调用MD5 函数接口的参考。#include “md5.h”int main( int argc,char *argv)md5_state md;unsigned char *in=”hello, world!”,out16;md5_init(&md);md5_process(&md,in,strlen(in);md5_done(&md,out);printf