MD5加密

Md5加密原理

MD5以512位分组来处理输入的信息，且每一分组又被划分为16个32位子分组，经过了一系列的处理后，算法的输出由四个32位分组组成，将这四个32位分组级联后将生成一个128位散列值。

在MD5算法中，首先需要对信息进行填充，使其字节长度对512求余数的结果等于448。因此，信息的字节长度（Bits Length）将被扩展至N*512+448，即N*64+56个字节（Bytes），N为一个正整数。填充的方法如下，在信息的后面填充一个1和无数个0，直到满足上面的条件时才停止用0对信息的填充。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的信息长度。经过这两步的处理，现在的信息字节长度=N*512+448+64=(N+1)*512，即长度恰好是512的整数倍数。这样做的原因是为满足后面处理中对信息长度的要求。MD5中有四个32位被称作链接变量（Chaining Variable）的整数参数，他们分别为：A=0x01234567，B=0x89abcdef，C=0xfedcba98，D=0x76543210。 当设置好这四个链接变量后，就开始进入算法的四轮循环运算，循环的次数是信息中512位信息分组的数目。

将上面四个链接变量复制到另外四个变量中：A到a，B到b，C到c，D到d。 主循环有四轮（MD4只有三轮），每轮循环都很相似。第一轮进行16次操作。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（文本中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。 以一下是每次操作中用到的四个非线性函数（每轮一个）。

F(X,Y,Z)=(X∧Y)∨(( X)∧Z)G(X,Y,Z)=(X∧Z)∨(Y∧( Z))H(X,Y,Z)=X?Y?ZI(X,Y,Z)=Y?(X∨( Z))
  

其中，?是异或，∧是与，∨是或， 是反符号。

如果X、Y和Z的对应位是独立和均匀的，那么结果的每一位也应是独立和均匀的。F是一个逐位运算的函数。即，如果X，那么Y，否则Z。函数H是逐位奇偶操作符。所有这些完成之后，将A，B，C，D分别加上a，b，c，d。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。最后得到的A，B，C，D就是输出结果，A是低位，D为高位，DCBA组成128位输出结果。

2.2 MD5的安全性

从安全的角度讲，MD5的输出为128位，若采用纯强力攻击寻找一个消息具有给定Hash值的计算困难性为2128，用每秒可试验1000000000个消息的计算机需时1.07×1022年。若采用生日攻击法，寻找有相同Hash值的两个消息需要试验264个消息，用每秒可试验1000000000个消息的计算机需时585年。

2.3 Md5加密算法的应用

MD5加密算法由于其具有较好的安全性，加之商业也可以免费使用该算法，因此该加密算法被广泛使用，md5算法主要运用在数字签名、文件完整性验证以及口令加密等方面。

3.改进后的加密方法

3.1目前md5加密方法利用的缺陷

在目前的信息系统中，对md5加密方法的利用主要通过在脚本页面中引用包含md5加密函数代码的文件，以asp脚本为例，在需要调用的页面中加入，md5.asp为md5加密函数代码文件，然后直接调用函数MD5(sMessage)即可，md5加密后的值有16位和32位之分，如果在md5加密函数中使用的是MD5 = LCase(WordToHex(a) & WordToHex(b) & WordToHex(c) & WordToHex(d))，则表示是32位，如果使用的是MD5=LCase(WordToHex(b) & WordToHex(c))，则表示是16位。例如对明文为“123456”的值进行加密，其md5值有两个，如下所示：

A=123456 password=md5(A)= 49ba59abbe56e057 password=md5(A)= e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e 如果将加密的md5值直接保存在数据库，当网站存在注入或者其它漏洞时，入侵者极有可能获取用户的密码值，通过md5在

 

 　　

A=“123456”password=md5(A)= 49ba59abbe56e057 password=md5(A)= e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e
  

如果将加密的md5值直接保存在数据库，当网站存在注入或者其它漏洞时，入侵者极有可能获取用户的密码值，通过md5在线查询或者暴力破解可以得到密码。

  MD5加密工具类

package day18;


import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;


public class MD5Object {
private static MessageDigest md = null;
    private static MessageDigest sha = null;
    private static long jishu[] = new long[8];
    static {
        try {
            md = MessageDigest.getInstance("MD5");
            sha = MessageDigest.getInstance("SHA-1");
            jishu[0] = 1;
            for ( int i = 1; i < 8; i++) {
                jishu[i] = jishu[i-1]*256;
            }    
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        }




    }


    public String SHASum(String input) {
        if (sha == null || input == null) {
            return null;
        }
        sha.reset();
        sha.update(input.getBytes());
        byte[] sign = sha.digest();


        return bytes2Hex(sign);
    }


    public static String MD5Sum(String input) {
        if ( md == null ) {
            return null;
        }
        if ( input == null) {
            return null;
        }


        md.reset();
        md.update(input.getBytes());
        byte[] sign = md.digest();


        return bytes2Hex(sign);
    }    




    public Long MD5To64Bit(String input) {
        if ( md == null ) {
            return null;
        }
        if ( input == null) {
            return null;
        }


        md.reset();
        md.update(input.getBytes());
        byte[] sign = md.digest();
        long fst = transfer64bitsTolong(sign, 0);
        long second = transfer64bitsTolong(sign, 8);


        return Long.valueOf(fst + second);
    }


    private long transfer64bitsTolong(byte[] input, int start) {
        long result = 0;


        if (start + 8 <= input.length) {
            int tmp = 0;
            for ( int i = 0; i < 7 ; i++ ) {
                tmp = Byte.valueOf(input[start + i]).intValue();
                if ( tmp < 0) {
                    tmp = tmp & 0x7f + 0x80;
                }    
                result = result + tmp*jishu[i];
            }
            int last = Byte.valueOf(input[start + 7]).intValue();
            if ( last < 0 ) {
                last = last & 0x7f;
                result = last * jishu[7] + result;
                result = Long.MIN_VALUE + result;
            } else {
                result = last * jishu[7] + result; 
            }
        }


        return result;
    }    


    /**
     * 将字节数组转换成16进制的字符串
     * @param bts
     * @return
     */
    private static String bytes2Hex(byte[] bts) {
        String des = "";
        String tmp = null;


        for (int i = 0; i < bts.length; i++) {
            tmp = (Integer.toHexString(bts[i] & 0xFF));
            if (tmp.length() == 1) {
                des += "0";
            }
            des += tmp;
        }
        return des;
    }


    public static void main(String[] args) {
        MD5Object md5 = new MD5Object();
        System.out.println(md5.MD5Sum("zpf1993"));
    }


}