MD5的自己的理解

简介: 这周我boss让我做个MD5的验证算法,这对我一个刚进来的菜鸟来说是要下点功夫,经过不断的百度,谷歌对MD5有个初步的了解 什么是MD5算法呢?我理解的是,MD5算法将任意长度的数据(最终都会转化为字符串),转换成一个固定大小(32位或者是16位)的加密数据。

这周我boss让我做个MD5的验证算法,这对我一个刚进来的菜鸟来说是要下点功夫,经过不断的百度,谷歌对MD5有个初步的了解


什么是MD5算法呢?我理解的是,MD5算法将任意长度的数据(最终都会转化为字符串),转换成一个固定大小(32位或者是16位)的加密数据。


而且这些加密后的数据是不可逆的,也就是说,你拿到加密后的数据后,想通过逆运算来获取原来的数据是不可能的。


那怎么办呢,只有通过拿到和原来一样的数据将他也转化为MD5码,并与之比较才知道原数据是什么。


这有什么用呢?我猜是这样的,假设背景是两军交战,指挥部要和前方进行通信,但是又怕发送内容被敌方截获,所以双方约定一个密码本,然后将要发送的内容经过多个MD5值加密,然后另一方通过密码本和MD5码进行核对,来确定发送的内容。(如果不懂请看电影《风声》)


好了废话了这么多我来说下MD5算法的实现吧。我的MD5算法如下

#include<stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>


#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)))

/*以下宏定义算法,比较难懂,大家知道怎么应用就行了,如果有非常感兴趣的同学可以看官方文档*/
#define RL(x, y) (((x) << (y)) | ((x) >> (32 - (y))))  //x向左循环移y位


#define PP(x) (x<<24)|((x<<8)&0xff0000)|((x>>8)&0xff00)|(x>>24)  //将x高低位互换,例如PP(aabbccdd)=ddccbbaa


#define FF(a, b, c, d, x, s, ac) a = b + (RL((a + F(b,c,d) + x + ac),s))
#define GG(a, b, c, d, x, s, ac) a = b + (RL((a + G(b,c,d) + x + ac),s))
#define HH(a, b, c, d, x, s, ac) a = b + (RL((a + H(b,c,d) + x + ac),s))
#define II(a, b, c, d, x, s, ac) a = b + (RL((a + I(b,c,d) + x + ac),s))


unsigned A,B,C,D,a,b,c,d,i,len,flen[2],x[16];   //i临时变量,len文件长,flen[2]为64位二进制表示的文件初始长度
char filename[200];   //文件名
FILE *fp;
 
void md5(){                 //MD5核心算法,供64轮

  a=A,b=B,c=C,d=D;
  /**//* Round 1 */
  FF (a, b, c, d, x[ 0],  7, 0xd76aa478); /**//* 1 */
  FF (d, a, b, c, x[ 1], 12, 0xe8c7b756); /**//* 2 */
  FF (c, d, a, b, x[ 2], 17, 0x242070db); /**//* 3 */
  FF (b, c, d, a, x[ 3], 22, 0xc1bdceee); /**//* 4 */
  FF (a, b, c, d, x[ 4],  7, 0xf57c0faf); /**//* 5 */
  FF (d, a, b, c, x[ 5], 12, 0x4787c62a); /**//* 6 */
  FF (c, d, a, b, x[ 6], 17, 0xa8304613); /**//* 7 */
  FF (b, c, d, a, x[ 7], 22, 0xfd469501); /**//* 8 */
  FF (a, b, c, d, x[ 8],  7, 0x698098d8); /**//* 9 */
  FF (d, a, b, c, x[ 9], 12, 0x8b44f7af); /**//* 10 */
  FF (c, d, a, b, x[10], 17, 0xffff5bb1); /**//* 11 */
  FF (b, c, d, a, x[11], 22, 0x895cd7be); /**//* 12 */
  FF (a, b, c, d, x[12],  7, 0x6b901122); /**//* 13 */
  FF (d, a, b, c, x[13], 12, 0xfd987193); /**//* 14 */
  FF (c, d, a, b, x[14], 17, 0xa679438e); /**//* 15 */
  FF (b, c, d, a, x[15], 22, 0x49b40821); /**//* 16 */

 /**//* Round 2 */
  GG (a, b, c, d, x[ 1],  5, 0xf61e2562); /**//* 17 */
  GG (d, a, b, c, x[ 6],  9, 0xc040b340); /**//* 18 */
  GG (c, d, a, b, x[11], 14, 0x265e5a51); /**//* 19 */
  GG (b, c, d, a, x[ 0], 20, 0xe9b6c7aa); /**//* 20 */
  GG (a, b, c, d, x[ 5],  5, 0xd62f105d); /**//* 21 */
  GG (d, a, b, c, x[10],  9, 0x02441453); /**//* 22 */
  GG (c, d, a, b, x[15], 14, 0xd8a1e681); /**//* 23 */
  GG (b, c, d, a, x[ 4], 20, 0xe7d3fbc8); /**//* 24 */
  GG (a, b, c, d, x[ 9],  5, 0x21e1cde6); /**//* 25 */
  GG (d, a, b, c, x[14],  9, 0xc33707d6); /**//* 26 */
  GG (c, d, a, b, x[ 3], 14, 0xf4d50d87); /**//* 27 */
  GG (b, c, d, a, x[ 8], 20, 0x455a14ed); /**//* 28 */
  GG (a, b, c, d, x[13],  5, 0xa9e3e905); /**//* 29 */
  GG (d, a, b, c, x[ 2],  9, 0xfcefa3f8); /**//* 30 */
  GG (c, d, a, b, x[ 7], 14, 0x676f02d9); /**//* 31 */
  GG (b, c, d, a, x[12], 20, 0x8d2a4c8a); /**//* 32 */

  /**//* Round 3 */
  HH (a, b, c, d, x[ 5],  4, 0xfffa3942); /**//* 33 */
  HH (d, a, b, c, x[ 8], 11, 0x8771f681); /**//* 34 */
  HH (c, d, a, b, x[11], 16, 0x6d9d6122); /**//* 35 */
  HH (b, c, d, a, x[14], 23, 0xfde5380c); /**//* 36 */
  HH (a, b, c, d, x[ 1],  4, 0xa4beea44); /**//* 37 */
  HH (d, a, b, c, x[ 4], 11, 0x4bdecfa9); /**//* 38 */
  HH (c, d, a, b, x[ 7], 16, 0xf6bb4b60); /**//* 39 */
  HH (b, c, d, a, x[10], 23, 0xbebfbc70); /**//* 40 */
  HH (a, b, c, d, x[13],  4, 0x289b7ec6); /**//* 41 */
  HH (d, a, b, c, x[ 0], 11, 0xeaa127fa); /**//* 42 */
  HH (c, d, a, b, x[ 3], 16, 0xd4ef3085); /**//* 43 */
  HH (b, c, d, a, x[ 6], 23, 0x04881d05); /**//* 44 */
  HH (a, b, c, d, x[ 9],  4, 0xd9d4d039); /**//* 45 */
  HH (d, a, b, c, x[12], 11, 0xe6db99e5); /**//* 46 */
  HH (c, d, a, b, x[15], 16, 0x1fa27cf8); /**//* 47 */
  HH (b, c, d, a, x[ 2], 23, 0xc4ac5665); /**//* 48 */

	/**//* Round 4 */
  II (a, b, c, d, x[ 0],  6, 0xf4292244); /**//* 49 */
  II (d, a, b, c, x[ 7], 10, 0x432aff97); /**//* 50 */
  II (c, d, a, b, x[14], 15, 0xab9423a7); /**//* 51 */
  II (b, c, d, a, x[ 5], 21, 0xfc93a039); /**//* 52 */
  II (a, b, c, d, x[12],  6, 0x655b59c3); /**//* 53 */
  II (d, a, b, c, x[ 3], 10, 0x8f0ccc92); /**//* 54 */
  II (c, d, a, b, x[10], 15, 0xffeff47d); /**//* 55 */
  II (b, c, d, a, x[ 1], 21, 0x85845dd1); /**//* 56 */
  II (a, b, c, d, x[ 8],  6, 0x6fa87e4f); /**//* 57 */
  II (d, a, b, c, x[15], 10, 0xfe2ce6e0); /**//* 58 */
  II (c, d, a, b, x[ 6], 15, 0xa3014314); /**//* 59 */
  II (b, c, d, a, x[13], 21, 0x4e0811a1); /**//* 60 */
  II (a, b, c, d, x[ 4],  6, 0xf7537e82); /**//* 61 */
  II (d, a, b, c, x[11], 10, 0xbd3af235); /**//* 62 */
  II (c, d, a, b, x[ 2], 15, 0x2ad7d2bb); /**//* 63 */
  II (b, c, d, a, x[ 9], 21, 0xeb86d391); /**//* 64 */

  A += a;
  B += b;
  C += c;
  D += d;
}

void getmd5(char *name, char* out)
{
    FILE *fp;
    if (name[0]==34) name[strlen(name)-1]=0,strcpy(name,name+1);  //处理文件的双引号,消除双引号
    if (!(fp=fopen(name,"rb"))) {
		printf("Can not open this file!\n");
		}  //以二进制打开文件
    fseek(fp, 0, SEEK_END);  //文件指针转到文件末尾
    if((len=ftell(fp))==-1) {printf("Sorry! Can not calculate files which larger than 2 GB!\n");fclose(fp);}  //ftell函数返回long,最大为2GB,超出返回-1
    rewind(fp);  //文件指针复位到文件头
    A=0x67452301,B=0xefcdab89,C=0x98badcfe,D=0x10325476; //初始化链接变量
    flen[1]=len/0x20000000;     //flen单位是bit
    flen[0]=(len%0x20000000)*8;
    memset(x,0,64);   //初始化x数组为0
    fread(&x,4,16,fp);  //以4字节为一组,读取16组数据
    for(i=0;i<len/64;i++){    //循环运算直至文件结束
      md5();
      memset(x,0,64);
      fread(&x,4,16,fp);
    }
    ((char*)x)[len%64]=128;  //文件结束补1,补0操作,128二进制即10000000
    if(len%64>55) md5(),memset(x,0,64);
    memcpy(x+14,flen,8);    //文件末尾加入原文件的bit长度
    md5();
    fclose(fp);
    sprintf(out,"%08x%08x%08x%08x",PP(A),PP(B),PP(C),PP(D)); <span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">//高低位逆反输出到字符串out中</span>


} 
以上代码相当于提供了一个基于文件的MD5算法的API,只要输入文件名就可以获取到相应的MD5码了。


输出的MD5码,在第二个参数out中。


MD5码的值只与文件中的数据有关(保存的字符串)而与文件的名字,文件的日期无关,一开始不懂的时候,我还很丢脸的问了知乎。结果当然是惨不忍睹

 ,详情请看
http://www.zhihu.com/question/30168251/noti-answers?group_id=579646196239368192 


好了,我先写到这里,我还去研究下另外一种实现方法,我感觉他比这个强大,http://blog.csdn.net/flydream0/article/details/7049322这位同学写的我就先mark了。好了睡了。。。

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相信很多奋斗在运维战线的小伙伴们经常会遇到版本升级之类的问题。笔者之前所在的公司每次进行版本发布的时候都会附带MD5校验哈希值,每次升级之前一般都要核对MD5哈希值的,刚刚开始的时候对Linux并不是非常熟悉,每次下载完升级包之后都会在Windows环境下利用Hash工具校验之后才上传到Linux服务器上进行版本升级操作。
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