算法基础（ＭＤ５算法）

算法基础（ＭＤ５算法）

HASH算法有两种,即SHA-1和MD5算法这里先介绍MD5算法.

MD5产生一个128位的HASH值，在经过一写初始树立后，将明文分成了512位的块，再将每一块分成16个32位的子块。算法的输出是4个32位的块，连接起来构成128位的HASH值。
    首先，将消息填充到比512的倍数少64位，填充时先向消息末尾填一个1，然后再填满0，然后后面再加上一个64位的消息长度的表示（不包括填充位）。这两步使消息长度恰好是512的倍数，同时保证不同消息在填充后仍不相同。
    初始化4个32位变量：
    A=0x01234567
    B=0x89abcdef
    C=0xfedcba98
    D=0x76543210
这些变量成为链变量。
    然后，开始算法的主循环。这个循环对消息中所有的块都执行一次。将4个变量复制到不同的变量：a值为A，b值为B，c值为C，d值为D。
    主循环有4圈，都很相似。每圈使用一个不同的操作，重复16次。每个操作完成一个a,b,c和d中三个变量的非线性函数。然后，将结果与第四个变量、文本的一个子块和一个常数相加。然后，将结果混换左移一个可变值的位数，再将结果与a,b,c和d之一相加。最后用结果来代替a,b,c和d之一。

    共有4个非线性函数，每次操作使用一个，每圈都不相同。
    F(X,Y,Z)=(X∧Y)∨((「X)∧Z)
    G(X,Y,Z)=(X∧Z)∨(Y∧(「z))
    H(X,Y,Z)=X㈩Y㈩Z
    I(X,Y,Z)=Y㈩(X∧(「z))
    ㈩为异或，∧为与，∨为或，「为非

    如果Mi代表消息的第i个子块(0到15),而<<<s代表循环左移s位,则4个操作为:
    FF(a,b,c,d,Mj,s,ti)代表=a=b((a+F(b,c,d)+Mj+ti)<<<s)
    GG(a,b,c,d,Mj,s,ti)代表=a=b((a+G(b,c,d)+Mj+ti)<<<s)
    HH(a,b,c,d,Mj,s,ti)代表=a=b((a+H(b,c,d)+Mj+ti)<<<s)
    II(a,b,c,d,Mj,s,ti)代表=a=b((a+I(b,c,d)+Mj+ti)<<<s)
    MD5的4圈(64步)为:

第一圈:
    FF(d,a,b,c,M1,12,0xe8c7b756)
    FF(c,d,a,b,M2,17,0x242070db)
    FF(b,c,d,a,M3,22,0xclbdceee)
    FF(a,b,c,d,M4,7,0xf57c0faf)
    FF(d,a,b,c,M5,12,0x4787c62a)
    FF(c,d,a,b,M6,17,0xa8304613)
    FF(b,c,d,a,M7,22,0xfd469501)
    FF(a,b,c,d,M8,7,0x698098d8)
    FF(d,a,b,c,M9,12,0x8b44f7af)
    FF(c,d,a,b,M10,17,0xffff5bb1)
    FF(B,C,D,A,m11,22,0X895cd7be)
    FF(a,b,c,d,M12,7,0xf6b901122)
    FF(d,a,b,c,M13,12,0xfd987193)
    FF(c,d,a,b,M14,17,0xa6794383)
    FF(b,c,d,a,M15,22,0x49b40821)
第二圈：
    GG(a,b,c,d,M1,5,0xf61e2562)
    GG(d,a,b,c,M6,9,0xc040b340)
    GG(c,d,a,b,M11,14,0x2b5e5a51)
    GG(b,c,d,a,M0,20,0xe9b6c7aa)
    GG(a,b,c,d,M5,5,0xd62f105d)
    GG(d,a,b,c,M10,9,0x02441453)
    GG(c,d,a,b,M15,14,0xd8ale681)
    GG(b,c,d,a,M4,20,0xe7d3fbc8)
    GG(a,b,c,d,M9,5,0x21elcde6)
    GG(d,a,b,c,M14,9.0xc33707d6)
    GG(c,d,a,b,M3,14,0xf4d50d87)
    GG(b,c,d,a,M8,20,0x45al4ed)
    GG(a,b,c,d,M13,5,0xa9e3e905)
    GG(d,a,b,c,M2,9,0xfcefaef8)
    GG(c,d,a,b,M7,14,0x676f02d9)
    GG(b,c,d,a,M12,20,0x8d2a4c8a)
第三圈：
    HH(a,b,c,d,M5,4,0xfffa3942)
    HH(d,a,b,c,M8,11,0x8771f681)
    HH(c,d,a,b,M11,16,0x6d9d6122)
    HH(b,c,d,a,M14,23,0xfde5380c)
    HH(a,b,c,d,M1,4,0xa4beea44)
    HH(d,a,b,c,M4,11,0x4bdecfa9)
    HH(c,d,a,b,M7,16,0xf6bb4b60)
    HH(b,c,d,a,M10,23,0xbebfbc70)
    HH(a,b,c,d,M13,4,0x28967ec6)
    HH(d,a,b,c,M0,11,0xeaa127fa)
    HH(c,d,a,b,M3,16,0xd4ef3085)
    HH(b,c,d,a,M6,23,0x04881d05)
    HH(a,b,c,d,M9,4,0xd9d4d039)
    HH(d,a,b,c,M12,11,0xe6db99e5)
    HH(c,d,a,b,M15,16,0xlfa27cf8)
    HH(b,c,d,a,M2,23,0xc4ac5665)
这些常数ti步，ti为2的32次方乘abs(sin(i))的整数部分，其中i为弧度。
完成这些之后，a,b,c,d与A，B，C，D相加，算法开始处理下一块。最后的输出结果为A,B,C,D相连接。
    对MD5的密码分析表明，MD5还是比较安全的。