MD5 加密算法主思想

MD5算法

md５算法的主要思想

１．填充

使其总位数为５１２的整数倍（为了后面的信息处理）

先求出信息总的位数，，并且以６４位的二进制表示，记为Ｍ

填充内容为0，填充位数＝４４８－（总位数对５１２求余）

然后把Ｍ在其后加上．

２．加密处理

链接变量

MD5中有四个32位被称作链接变量（Chaining Variable）的整数参数，

分别为：A=0x01234567，B=0x89abcdef，C=0xfedcba98，D=0x76543210

通过这四个变量，对Ｎ个５１２位的分组分别做（４轮的循环），即每个分组都要进行（４轮循环）　　　

　　将这５１２个分组分为１６个６４位的子分组．

这个（４轮循环），每轮都要对这16个子分组进行操作

第一轮循环分别对１６个子分组进行运算(操作)

第二轮循环分别对１６个子分组进行运算(操作)

第三轮循环分别对１６个子分组进行运算(操作)

第四轮循环分别对１６个子分组进行运算(操作)

每一轮循环都要用到非线性函数，

分别是：

F(X,Y,Z)=(X&Y)|((~X)&Z)</span>G(X,Y,Z)=(X&Z)|(Y&(~Z))</span>H(X,Y,Z)=X^Y^Z</span> I(X,Y,Z)=Y^(X|(~Z))</span>

　每次操作对a、b、c和d中的其中三个作一次非线性函数运算，

然后将所得结果加上第四个变量，文本的一个子分组和一个常数。

再将所得结果向右环移一个不定的数，并加上a、b、c或d中之一。

最后用该结果取代a、b、c或d中之一

对应的操作就是：Mj表示第J个子分组，<<<s表示左环移s位，ti为常数．s可设置例子中的．

ti是4294967296*abs(sin(i))的整数部分，i的单位是弧度。(4294967296等于2的32次方)

FF(a,b,c,d,Mj,s,ti)表示a=b+((a+F(b,c,d)+Mj+ti)<<<s)</span>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) II(a,b,c,d,Mj,s,ti)表示a=b+((a+I(b,c,d)+Mj+ti)<<<s)

例子：

四轮循环：

第一轮a=FF(a,b,c,d,M0,7,0xd76aa478)b=FF(d,a,b,c,M1,12,0xe8c7b756)c=FF(c,d,a,b,M2,17,0x242070db)d=FF(b,c,d,a,M3,22,0xc1bdceee)a=FF(a,b,c,d,M4,7,0xf57c0faf)b=FF(d,a,b,c,M5,12,0x4787c62a)c=FF(c,d,a,b,M6,17,0xa8304613)d=FF(b,c,d,a,M7,22,0xfd469501)a=FF(a,b,c,d,M8,7,0x698098d8)b=FF(d,a,b,c,M9,12,0x8b44f7af)c=FF(c,d,a,b,M10,17,0xffff5bb1)d=FF(b,c,d,a,M11,22,0x895cd7be)a=FF(a,b,c,d,M12,7,0x6b901122)b=FF(d,a,b,c,M13,12,0xfd987193)c=FF(c,d,a,b,M14,17,0xa679438e)d=FF(b,c,d,a,M15,22,0x49b40821)

第二轮a=GG(a,b,c,d,M1,5,0xf61e2562)b=GG(d,a,b,c,M6,9,0xc040b340)c=GG(c,d,a,b,M11,14,0x265e5a51)d=GG(b,c,d,a,M0,20,0xe9b6c7aa)a=GG(a,b,c,d,M5,5,0xd62f105d)b=GG(d,a,b,c,M10,9,0x02441453)c=GG(c,d,a,b,M15,14,0xd8a1e681)d=GG(b,c,d,a,M4,20,0xe7d3fbc8)a=GG(a,b,c,d,M9,5,0x21e1cde6)b=GG(d,a,b,c,M14,9,0xc33707d6)c=GG(c,d,a,b,M3,14,0xf4d50d87)d=GG(b,c,d,a,M8,20,0x455a14ed)a=GG(a,b,c,d,M13,5,0xa9e3e905)b=GG(d,a,b,c,M2,9,0xfcefa3f8)c=GG(c,d,a,b,M7,14,0x676f02d9)d=GG(b,c,d,a,M12,20,0x8d2a4c8a)

第三轮a=HH(a,b,c,d,M5,4,0xfffa3942)b=HH(d,a,b,c,M8,11,0x8771f681)c=HH(c,d,a,b,M11,16,0x6d9d6122)d=HH(b,c,d,a,M14,23,0xfde5380c)a=HH(a,b,c,d,M1,4,0xa4beea44)b=HH(d,a,b,c,M4,11,0x4bdecfa9)c=HH(c,d,a,b,M7,16,0xf6bb4b60)d=HH(b,c,d,a,M10,23,0xbebfbc70)a=HH(a,b,c,d,M13,4,0x289b7ec6)b=HH(d,a,b,c,M0,11,0xeaa127fa)c=HH(c,d,a,b,M3,16,0xd4ef3085)d=HH(b,c,d,a,M6,23,0x04881d05)a=HH(a,b,c,d,M9,4,0xd9d4d039)b=HH(d,a,b,c,M12,11,0xe6db99e5)c=HH(c,d,a,b,M15,16,0x1fa27cf8)d=HH(b,c,d,a,M2,23,0xc4ac5665)

第四轮a=II(a,b,c,d,M0,6,0xf4292244)b=II(d,a,b,c,M7,10,0x432aff97)c=II(c,d,a,b,M14,15,0xab9423a7)d=II(b,c,d,a,M5,21,0xfc93a039)a=II(a,b,c,d,M12,6,0x655b59c3)b=II(d,a,b,c,M3,10,0x8f0ccc92)c=II(c,d,a,b,M10,15,0xffeff47d)d=II(b,c,d,a,M1,21,0x85845dd1)a=II(a,b,c,d,M8,6,0x6fa87e4f)b=II(d,a,b,c,M15,10,0xfe2ce6e0)c=II(c,d,a,b,M6,15,0xa3014314)d=II(b,c,d,a,M13,21,0x4e0811a1)a=II(a,b,c,d,M4,6,0xf7537e82)b=II(d,a,b,c,M11,10,0xbd3af235)c=II(c,d,a,b,M2,15,0x2ad7d2bb)d=II(b,c,d,a,M9,21,0xeb86d391)

此次４轮循环完成后，更新ABCD:

A+=a;

B+=b;

C+=c;

D+=d;

然后对下一分组进行相同的运算，到最后，将四个变量的值（二进制）级联，就得到了１２８位的是散列值．

看起来，主思想也不是太难理解哈！

几个函数：

private static long F(long x, long y, long z) {        return (x & y) | ((~x) & z);    }    private static long G(long x, long y, long z) {        return (x & z) | (y & (~z));    }    private static long H(long x, long y, long z) {        return x ^ y ^ z;    }    private static long I(long x, long y, long z) {        return y ^ (x | (~z));    }    private static long FF(long a, long b, long c, long d, long x, long s,            long ac) {        a += (F(b, c, d)&0xFFFFFFFFL) + x + ac;        a = ((a&0xFFFFFFFFL)<< s) | ((a&0xFFFFFFFFL) >>> (32 - s));        a += b;        return (a&0xFFFFFFFFL);    }    private static long GG(long a, long b, long c, long d, long x, long s,            long ac) {        a += (G(b, c, d)&0xFFFFFFFFL) + x + ac;        a = ((a&0xFFFFFFFFL) << s) | ((a&0xFFFFFFFFL) >>> (32 - s));        a += b;        return (a&0xFFFFFFFFL);    }    private static long HH(long a, long b, long c, long d, long x, long s,            long ac) {        a += (H(b, c, d)&0xFFFFFFFFL) + x + ac;        a = ((a&0xFFFFFFFFL) << s) | ((a&0xFFFFFFFFL) >>> (32 - s));        a += b;        return (a&0xFFFFFFFFL);    }    private static long II(long a, long b, long c, long d, long x, long s,            long ac) {        a += (I(b, c, d)&0xFFFFFFFFL) + x + ac;        a = ((a&0xFFFFFFFFL) << s) | ((a&0xFFFFFFFFL) >>> (32 - s));        a += b;        return (a&0xFFFFFFFFL);    }