c++MD5算法

关于MD5的C源码，请参考大牛的另外一篇文章:MD5的C源码

md5.h:

[cpp] view plaincopy

1. #ifndef MD5_H  
2. #define MD5_H  
3.   
4. #include <string>  
5. #include <fstream>  
6.   
7. /* Type define */  
8. typedef unsigned char byte;  
9. typedef unsigned int uint32;  
10.   
11. using std::string;  
12. using std::ifstream;  
13.   
14. /* MD5 declaration. */  
15. class MD5 {  
16. public:  
17.     MD5();  
18.     MD5(const void *input, size_t length);  
19.     MD5(const string &str);  
20.     MD5(ifstream &in);  
21.     void update(const void *input, size_t length);  
22.     void update(const string &str);  
23.     void update(ifstream &in);  
24.     const byte* digest();  
25.     string toString();  
26.     void reset();  
27. private:  
28.     void update(const byte *input, size_t length);  
29.     void final();  
30.     void transform(const byte block[64]);  
31.     void encode(const uint32 *input, byte *output, size_t length);  
32.     void decode(const byte *input, uint32 *output, size_t length);  
33.     string bytesToHexString(const byte *input, size_t length);  
34.   
35.     /* class uncopyable */  
36.     MD5(const MD5&);  
37.     MD5& operator=(const MD5&);  
38. private:  
39.     uint32 _state[4];   /* state (ABCD) */  
40.     uint32 _count[2];   /* number of bits, modulo 2^64 (low-order word first) */  
41.     byte _buffer[64];   /* input buffer */  
42.     byte _digest[16];   /* message digest */  
43.     bool _finished;     /* calculate finished ? */  
44.   
45.     static const byte PADDING[64];  /* padding for calculate */  
46.     static const char HEX[16];  
47.     static const size_t BUFFER_SIZE = 1024;  
48. };  
49.   
50. #endif/*MD5_H*/  

md5.cpp:

[cpp] view plaincopy

1. #include "md5.h"  
2.   
3. using namespace std;  
4.   
5. /* Constants for MD5Transform routine. */  
6. #define S11 7  
7. #define S12 12  
8. #define S13 17  
9. #define S14 22  
10. #define S21 5  
11. #define S22 9  
12. #define S23 14  
13. #define S24 20  
14. #define S31 4  
15. #define S32 11  
16. #define S33 16  
17. #define S34 23  
18. #define S41 6  
19. #define S42 10  
20. #define S43 15  
21. #define S44 21  
22.   
23.   
24. /* F, G, H and I are basic MD5 functions. 
25. */  
26. #define F(x, y, z) (((x) & (y)) | ((~x) & (z)))  
27. #define G(x, y, z) (((x) & (z)) | ((y) & (~z)))  
28. #define H(x, y, z) ((x) ^ (y) ^ (z))  
29. #define I(x, y, z) ((y) ^ ((x) | (~z)))  
30.   
31. /* ROTATE_LEFT rotates x left n bits. 
32. */  
33. #define ROTATE_LEFT(x, n) (((x) << (n)) | ((x) >> (32-(n))))  
34.   
35. /* FF, GG, HH, and II transformations for rounds 1, 2, 3, and 4. 
36. Rotation is separate from addition to prevent recomputation. 
37. */  
38. #define FF(a, b, c, d, x, s, ac) { \  
39.     (a) += F ((b), (c), (d)) + (x) + ac; \  
40.     (a) = ROTATE_LEFT ((a), (s)); \  
41.     (a) += (b); \  
42. }  
43. #define GG(a, b, c, d, x, s, ac) { \  
44.     (a) += G ((b), (c), (d)) + (x) + ac; \  
45.     (a) = ROTATE_LEFT ((a), (s)); \  
46.     (a) += (b); \  
47. }  
48. #define HH(a, b, c, d, x, s, ac) { \  
49.     (a) += H ((b), (c), (d)) + (x) + ac; \  
50.     (a) = ROTATE_LEFT ((a), (s)); \  
51.     (a) += (b); \  
52. }  
53. #define II(a, b, c, d, x, s, ac) { \  
54.     (a) += I ((b), (c), (d)) + (x) + ac; \  
55.     (a) = ROTATE_LEFT ((a), (s)); \  
56.     (a) += (b); \  
57. }  
58.   
59.   
60. const byte MD5::PADDING[64] = { 0x80 };  
61. const char MD5::HEX[16] = {  
62.     '0', '1', '2', '3',  
63.     '4', '5', '6', '7',  
64.     '8', '9', 'a', 'b',  
65.     'c', 'd', 'e', 'f'  
66. };  
67.   
68. /* Default construct. */  
69. MD5::MD5() {  
70.     reset();  
71. }  
72.   
73. /* Construct a MD5 object with a input buffer. */  
74. MD5::MD5(const void *input, size_t length) {  
75.     reset();  
76.     update(input, length);  
77. }  
78.   
79. /* Construct a MD5 object with a string. */  
80. MD5::MD5(const string &str) {  
81.     reset();  
82.     update(str);  
83. }  
84.   
85. /* Construct a MD5 object with a file. */  
86. MD5::MD5(ifstream &in) {  
87.     reset();  
88.     update(in);  
89. }  
90.   
91. /* Return the message-digest */  
92. const byte* MD5::digest() {  
93.     if (!_finished) {  
94.         _finished = true;  
95.         final();  
96.     }  
97.     return _digest;  
98. }  
99.   
100. /* Reset the calculate state */  
101. void MD5::reset() {  
102.   
103.     _finished = false;  
104.     /* reset number of bits. */  
105.     _count[0] = _count[1] = 0;  
106.     /* Load magic initialization constants. */  
107.     _state[0] = 0x67452301;  
108.     _state[1] = 0xefcdab89;  
109.     _state[2] = 0x98badcfe;  
110.     _state[3] = 0x10325476;  
111. }  
112.   
113. /* Updating the context with a input buffer. */  
114. void MD5::update(const void *input, size_t length) {  
115.     update((const byte*)input, length);  
116. }  
117.   
118. /* Updating the context with a string. */  
119. void MD5::update(const string &str) {  
120.     update((const byte*)str.c_str(), str.length());  
121. }  
122.   
123. /* Updating the context with a file. */  
124. void MD5::update(ifstream &in) {  
125.   
126.     if (!in)  
127.         return;  
128.   
129.     std::streamsize length;  
130.     char buffer[BUFFER_SIZE];  
131.     while (!in.eof()) {  
132.         in.read(buffer, BUFFER_SIZE);  
133.         length = in.gcount();  
134.         if (length > 0)  
135.             update(buffer, length);  
136.     }  
137.     in.close();  
138. }  
139.   
140. /* MD5 block update operation. Continues an MD5 message-digest 
141. operation, processing another message block, and updating the 
142. context. 
143. */  
144. void MD5::update(const byte *input, size_t length) {  
145.   
146.     uint32 i, index, partLen;  
147.   
148.     _finished = false;  
149.   
150.     /* Compute number of bytes mod 64 */  
151.     index = (uint32)((_count[0] >> 3) & 0x3f);  
152.   
153.     /* update number of bits */  
154.     if((_count[0] += ((uint32)length << 3)) < ((uint32)length << 3))  
155.         _count[1]++;  
156.     _count[1] += ((uint32)length >> 29);  
157.   
158.     partLen = 64 - index;  
159.   
160.     /* transform as many times as possible. */  
161.     if(length >= partLen) {  
162.   
163.         memcpy(&_buffer[index], input, partLen);  
164.         transform(_buffer);  
165.   
166.         for (i = partLen; i + 63 < length; i += 64)  
167.             transform(&input[i]);  
168.         index = 0;  
169.   
170.     } else {  
171.         i = 0;  
172.     }  
173.   
174.     /* Buffer remaining input */  
175.     memcpy(&_buffer[index], &input[i], length-i);  
176. }  
177.   
178. /* MD5 finalization. Ends an MD5 message-_digest operation, writing the 
179. the message _digest and zeroizing the context. 
180. */  
181. void MD5::final() {  
182.   
183.     byte bits[8];  
184.     uint32 oldState[4];  
185.     uint32 oldCount[2];  
186.     uint32 index, padLen;  
187.   
188.     /* Save current state and count. */  
189.     memcpy(oldState, _state, 16);  
190.     memcpy(oldCount, _count, 8);  
191.   
192.     /* Save number of bits */  
193.     encode(_count, bits, 8);  
194.   
195.     /* Pad out to 56 mod 64. */  
196.     index = (uint32)((_count[0] >> 3) & 0x3f);  
197.     padLen = (index < 56) ? (56 - index) : (120 - index);  
198.     update(PADDING, padLen);  
199.   
200.     /* Append length (before padding) */  
201.     update(bits, 8);  
202.   
203.     /* Store state in digest */  
204.     encode(_state, _digest, 16);  
205.   
206.     /* Restore current state and count. */  
207.     memcpy(_state, oldState, 16);  
208.     memcpy(_count, oldCount, 8);  
209. }  
210.   
211. /* MD5 basic transformation. Transforms _state based on block. */  
212. void MD5::transform(const byte block[64]) {  
213.   
214.     uint32 a = _state[0], b = _state[1], c = _state[2], d = _state[3], x[16];  
215.   
216.     decode(block, x, 64);  
217.   
218.     /* Round 1 */  
219.     FF (a, b, c, d, x[ 0], S11, 0xd76aa478); /* 1 */  
220.     FF (d, a, b, c, x[ 1], S12, 0xe8c7b756); /* 2 */  
221.     FF (c, d, a, b, x[ 2], S13, 0x242070db); /* 3 */  
222.     FF (b, c, d, a, x[ 3], S14, 0xc1bdceee); /* 4 */  
223.     FF (a, b, c, d, x[ 4], S11, 0xf57c0faf); /* 5 */  
224.     FF (d, a, b, c, x[ 5], S12, 0x4787c62a); /* 6 */  
225.     FF (c, d, a, b, x[ 6], S13, 0xa8304613); /* 7 */  
226.     FF (b, c, d, a, x[ 7], S14, 0xfd469501); /* 8 */  
227.     FF (a, b, c, d, x[ 8], S11, 0x698098d8); /* 9 */  
228.     FF (d, a, b, c, x[ 9], S12, 0x8b44f7af); /* 10 */  
229.     FF (c, d, a, b, x[10], S13, 0xffff5bb1); /* 11 */  
230.     FF (b, c, d, a, x[11], S14, 0x895cd7be); /* 12 */  
231.     FF (a, b, c, d, x[12], S11, 0x6b901122); /* 13 */  
232.     FF (d, a, b, c, x[13], S12, 0xfd987193); /* 14 */  
233.     FF (c, d, a, b, x[14], S13, 0xa679438e); /* 15 */  
234.     FF (b, c, d, a, x[15], S14, 0x49b40821); /* 16 */  
235.   
236.     /* Round 2 */  
237.     GG (a, b, c, d, x[ 1], S21, 0xf61e2562); /* 17 */  
238.     GG (d, a, b, c, x[ 6], S22, 0xc040b340); /* 18 */  
239.     GG (c, d, a, b, x[11], S23, 0x265e5a51); /* 19 */  
240.     GG (b, c, d, a, x[ 0], S24, 0xe9b6c7aa); /* 20 */  
241.     GG (a, b, c, d, x[ 5], S21, 0xd62f105d); /* 21 */  
242.     GG (d, a, b, c, x[10], S22,  0x2441453); /* 22 */  
243.     GG (c, d, a, b, x[15], S23, 0xd8a1e681); /* 23 */  
244.     GG (b, c, d, a, x[ 4], S24, 0xe7d3fbc8); /* 24 */  
245.     GG (a, b, c, d, x[ 9], S21, 0x21e1cde6); /* 25 */  
246.     GG (d, a, b, c, x[14], S22, 0xc33707d6); /* 26 */  
247.     GG (c, d, a, b, x[ 3], S23, 0xf4d50d87); /* 27 */  
248.     GG (b, c, d, a, x[ 8], S24, 0x455a14ed); /* 28 */  
249.     GG (a, b, c, d, x[13], S21, 0xa9e3e905); /* 29 */  
250.     GG (d, a, b, c, x[ 2], S22, 0xfcefa3f8); /* 30 */  
251.     GG (c, d, a, b, x[ 7], S23, 0x676f02d9); /* 31 */  
252.     GG (b, c, d, a, x[12], S24, 0x8d2a4c8a); /* 32 */  
253.   
254.     /* Round 3 */  
255.     HH (a, b, c, d, x[ 5], S31, 0xfffa3942); /* 33 */  
256.     HH (d, a, b, c, x[ 8], S32, 0x8771f681); /* 34 */  
257.     HH (c, d, a, b, x[11], S33, 0x6d9d6122); /* 35 */  
258.     HH (b, c, d, a, x[14], S34, 0xfde5380c); /* 36 */  
259.     HH (a, b, c, d, x[ 1], S31, 0xa4beea44); /* 37 */  
260.     HH (d, a, b, c, x[ 4], S32, 0x4bdecfa9); /* 38 */  
261.     HH (c, d, a, b, x[ 7], S33, 0xf6bb4b60); /* 39 */  
262.     HH (b, c, d, a, x[10], S34, 0xbebfbc70); /* 40 */  
263.     HH (a, b, c, d, x[13], S31, 0x289b7ec6); /* 41 */  
264.     HH (d, a, b, c, x[ 0], S32, 0xeaa127fa); /* 42 */  
265.     HH (c, d, a, b, x[ 3], S33, 0xd4ef3085); /* 43 */  
266.     HH (b, c, d, a, x[ 6], S34,  0x4881d05); /* 44 */  
267.     HH (a, b, c, d, x[ 9], S31, 0xd9d4d039); /* 45 */  
268.     HH (d, a, b, c, x[12], S32, 0xe6db99e5); /* 46 */  
269.     HH (c, d, a, b, x[15], S33, 0x1fa27cf8); /* 47 */  
270.     HH (b, c, d, a, x[ 2], S34, 0xc4ac5665); /* 48 */  
271.   
272.     /* Round 4 */  
273.     II (a, b, c, d, x[ 0], S41, 0xf4292244); /* 49 */  
274.     II (d, a, b, c, x[ 7], S42, 0x432aff97); /* 50 */  
275.     II (c, d, a, b, x[14], S43, 0xab9423a7); /* 51 */  
276.     II (b, c, d, a, x[ 5], S44, 0xfc93a039); /* 52 */  
277.     II (a, b, c, d, x[12], S41, 0x655b59c3); /* 53 */  
278.     II (d, a, b, c, x[ 3], S42, 0x8f0ccc92); /* 54 */  
279.     II (c, d, a, b, x[10], S43, 0xffeff47d); /* 55 */  
280.     II (b, c, d, a, x[ 1], S44, 0x85845dd1); /* 56 */  
281.     II (a, b, c, d, x[ 8], S41, 0x6fa87e4f); /* 57 */  
282.     II (d, a, b, c, x[15], S42, 0xfe2ce6e0); /* 58 */  
283.     II (c, d, a, b, x[ 6], S43, 0xa3014314); /* 59 */  
284.     II (b, c, d, a, x[13], S44, 0x4e0811a1); /* 60 */  
285.     II (a, b, c, d, x[ 4], S41, 0xf7537e82); /* 61 */  
286.     II (d, a, b, c, x[11], S42, 0xbd3af235); /* 62 */  
287.     II (c, d, a, b, x[ 2], S43, 0x2ad7d2bb); /* 63 */  
288.     II (b, c, d, a, x[ 9], S44, 0xeb86d391); /* 64 */  
289.   
290.     _state[0] += a;  
291.     _state[1] += b;  
292.     _state[2] += c;  
293.     _state[3] += d;  
294. }  
295.   
296. /* Encodes input (ulong) into output (byte). Assumes length is 
297. a multiple of 4. 
298. */  
299. void MD5::encode(const uint32 *input, byte *output, size_t length) {  
300.   
301.     for(size_t i=0, j=0; j<length; i++, j+=4) {  
302.         output[j]= (byte)(input[i] & 0xff);  
303.         output[j+1] = (byte)((input[i] >> 8) & 0xff);  
304.         output[j+2] = (byte)((input[i] >> 16) & 0xff);  
305.         output[j+3] = (byte)((input[i] >> 24) & 0xff);  
306.     }  
307. }  
308.   
309. /* Decodes input (byte) into output (ulong). Assumes length is 
310. a multiple of 4. 
311. */  
312. void MD5::decode(const byte *input, uint32 *output, size_t length) {  
313.   
314.     for(size_t i=0, j=0; j<length; i++, j+=4) {    
315.         output[i] = ((uint32)input[j]) | (((uint32)input[j+1]) << 8) |  
316.             (((uint32)input[j+2]) << 16) | (((uint32)input[j+3]) << 24);  
317.     }  
318. }  
319.   
320. /* Convert byte array to hex string. */  
321. string MD5::bytesToHexString(const byte *input, size_t length) {  
322.     string str;  
323.     str.reserve(length << 1);  
324.     for(size_t i = 0; i < length; i++) {  
325.         int t = input[i];  
326.         int a = t / 16;  
327.         int b = t % 16;  
328.         str.append(1, HEX[a]);  
329.         str.append(1, HEX[b]);  
330.     }  
331.     return str;  
332. }  
333.   
334. /* Convert digest to string value */  
335. string MD5::toString() {  
336.     return bytesToHexString(digest(), 16);  
337. }  

测试文件test.cpp:

[cpp] view plaincopy

1. #include "md5.h"  
2. #include <iostream>  
3.   
4. using namespace std;  
5.   
6. void PrintMD5(const string &str, MD5 &md5) {  
7.     cout << "MD5(\"" << str << "\") = " << md5.toString() << endl;  
8. }  
9.   
10. string FileDigest(const string &file) {  
11.   
12.     ifstream in(file.c_str(), ios::binary);  
13.     if (!in)  
14.         return "";  
15.   
16.     MD5 md5;  
17.     std::streamsize length;  
18.     char buffer[1024];  
19.     while (!in.eof()) {  
20.         in.read(buffer, 1024);  
21.         length = in.gcount();  
22.         if (length > 0)  
23.             md5.update(buffer, length);  
24.     }  
25.     in.close();  
26.     return md5.toString();  
27. }  
28.   
29. int main() {  
30.   
31.     cout << MD5("abc").toString() << endl;  
32.     cout << MD5(ifstream("D:\\test.txt")).toString() << endl;  
33.     cout << MD5(ifstream("D:\\test.exe", ios::binary)).toString() << endl;  
34.     cout << FileDigest("D:\\test.exe") << endl;  
35.   
36.     MD5 md5;  
37.     md5.update("");  
38.     PrintMD5("", md5);  
39.   
40.     md5.update("a");  
41.     PrintMD5("a", md5);  
42.   
43.     md5.update("bc");  
44.     PrintMD5("abc", md5);  
45.   
46.     md5.update("defghijklmnopqrstuvwxyz");  
47.     PrintMD5("abcdefghijklmnopqrstuvwxyz", md5);  
48.   
49.     md5.reset();  
50.     md5.update("message digest");  
51.     PrintMD5("message digest", md5);  
52.   
53.     md5.reset();  
54.     md5.update(ifstream("D:\\test.txt"));  
55.     PrintMD5("D:\\test.txt", md5);  
56.     return 0;  
57. }  

类MD5封装了与MD5相关的操作,其有

4个构造函数:

MD5();                                                                             //默认构造函数
MD5(const void *input, size_t length);                      //输入内存地址与长度信息的构造函数
MD5(const string &str);                                               //输入字符串的构造函数
MD5(ifstream &in);                                                      //输入流的构造函数

3个Update函数:

void update(const void *input, size_t length);       //往MD5对象内添加内存块
void update(const string &str);                                //添加字符串
void update(ifstream &in);                                        //添加流

const byte* digest();                                                 //计算MD5码,并返回指向它的指针

string toString();                                                       //计算MD5,并返回其对应的字符串

void reset();                                                              //重置,

test.cpp文件内的main函数描述了MD5类的用法.

转自：MD5算法