一、摘要算法
摘要算法又稱哈希算法。
它表示輸入任意長度的數據，輸出固定長度的數據，它的主要特征是加密過程不需要密鑰，并且經過加密的數據無法被解密。
目前可以被解密逆向的只有CRC32算法，只有輸入相同的明文數據經過相同的消息摘要算法才能得到相同的密文。
消息摘要算法不存在密鑰的管理與分發問題，適合于分布式網絡上使用。由于其加密計算的工作量相當巨大，所以以前的這種算法通常只用于數據量有限的情況下的加密。
消息摘要算法分為三類：
- MD(Message Digest)：消息摘要
- SHA(Secure Hash Algorithm)：安全散列
- mac(Message Authentication Code)：消息認證碼
這三類算法的主要作用：驗證數據的完整性
二、MD5簡介
MD5即Message-Digest Algorithm 5（信息-摘要算法）。
屬于摘要算法，是一個不可逆過程，就是無論多大數據，經過算法運算后都是生成固定長度的數據，結果使用16進制進行顯示的128bit的二進制串。通常表示為32個十六進制數連成的字符串。
MD5有什么用？
用于確保信息傳輸完整一致。是計算機廣泛使用的雜湊算法之一（又譯摘要算法、哈希算法），主流編程語言普遍已有MD5實現。更多用在文檔校驗上，用來生成密鑰檢測文檔是否被篡改。
三、在線MD5加密
有很多在線進行MD5加密的網站，如下：
http://www.metools.info/code/c26.html
舉例: 給字符串 12334567 加密成。
如圖結果為：
32135A337F8DC8E2BB9A9B80D86BDFD0
四、C語言實現MD5算法
源文件如下：md5.h
#ifndef MD5_H
#define MD5_H
typedef struct
{
unsigned int count[2];
unsigned int state[4];
unsigned char buffer[64];
}MD5_CTX;
#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))
#define ROTATE_LEFT(x,n) ((x << n) | (x >> (32-n)))
#define FF(a,b,c,d,x,s,ac)
{
a += F(b,c,d) + x + ac;
a = ROTATE_LEFT(a,s);
a += b;
}
#define GG(a,b,c,d,x,s,ac)
{
a += G(b,c,d) + x + ac;
a = ROTATE_LEFT(a,s);
a += b;
}
#define HH(a,b,c,d,x,s,ac)
{
a += H(b,c,d) + x + ac;
a = ROTATE_LEFT(a,s);
a += b;
}
#define II(a,b,c,d,x,s,ac)
{
a += I(b,c,d) + x + ac;
a = ROTATE_LEFT(a,s);
a += b;
}
void MD5Init(MD5_CTX *context);
void MD5Update(MD5_CTX *context,unsigned char *input,unsigned int inputlen);
void MD5Final(MD5_CTX *context,unsigned char digest[16]);
void MD5Transform(unsigned int state[4],unsigned char block[64]);
void MD5Encode(unsigned char *output,unsigned int *input,unsigned int len);
void MD5Decode(unsigned int *output,unsigned char *input,unsigned int len);
#endif
md5.c
#include <memory.h>
#include "md5.h"
unsigned char PADDING[]={0x80,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};
void MD5Init(MD5_CTX *context)
{
context->count[0] = 0;
context->count[1] = 0;
context->state[0] = 0x67452301;
context->state[1] = 0xEFCDAB89;
context->state[2] = 0x98BADCFE;
context->state[3] = 0x10325476;
}
void MD5Update(MD5_CTX *context,unsigned char *input,unsigned int inputlen)
{
unsigned int i = 0,index = 0,partlen = 0;
index = (context->count[0] >> 3) & 0x3F;
partlen = 64 - index;
context->count[0] += inputlen << 3;
if(context->count[0] < (inputlen << 3))
context->count[1]++;
context->count[1] += inputlen >> 29;
if(inputlen >= partlen)
{
memcpy(&context->buffer[index],input,partlen);
MD5Transform(context->state,context->buffer);
for(i = partlen;i+64 <= inputlen;i+=64)
MD5Transform(context->state,&input[i]);
index = 0;
}
else
{
i = 0;
}
memcpy(&context->buffer[index],&input[i],inputlen-i);
}
void MD5Final(MD5_CTX *context,unsigned char digest[16])
{
unsigned int index = 0,padlen = 0;
unsigned char bits[8];
index = (context->count[0] >> 3) & 0x3F;
padlen = (index < 56)?(56-index):(120-index);
MD5Encode(bits,context->count,8);
MD5Update(context,PADDING,padlen);
MD5Update(context,bits,8);
MD5Encode(digest,context->state,16);
}
void MD5Encode(unsigned char *output,unsigned int *input,unsigned int len)
{
unsigned int i = 0,j = 0;
while(j < len)
{
output[j] = input[i] & 0xFF;
output[j+1] = (input[i] >> 8) & 0xFF;
output[j+2] = (input[i] >> 16) & 0xFF;
output[j+3] = (input[i] >> 24) & 0xFF;
i++;
j+=4;
}
}
void MD5Decode(unsigned int *output,unsigned char *input,unsigned int len)
{
unsigned int i = 0,j = 0;
while(j < len)
{
output[i] = (input[j]) |
(input[j+1] << 8) |
(input[j+2] << 16) |
(input[j+3] << 24);
i++;
j+=4;
}
}
void MD5Transform(unsigned int state[4],unsigned char block[64])
{
unsigned int a = state[0];
unsigned int b = state[1];
unsigned int c = state[2];
unsigned int d = state[3];
unsigned int x[64];
MD5Decode(x,block,64);
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, 0x2441453); /* 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, 0x4881d05); /* 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 */
state[0] += a;
state[1] += b;
state[2] += c;
state[3] += d;
}
五、MD5加密實例
MD5加密步驟如下：
- 定義
MD5_CTX md5c;
- 初始化
/********************************************************
* 名 稱: MD5Init()
* 功 能: 初始化MD5結構體
* 入口參數:
context：要初始化的MD5結構體
* 出口參數: 無
*********************************************************/
MD5Init(MD5_CTX *context);
- MD5值計算
實現MD5值的計算及結構體的更新：
/*********************************************************
* 名 稱: MD5Update()
* 功 能: 將要加密的信息傳遞給初始化過的MD5結構體，無返回值
* 入口參數:
context：初始化過了的MD5結構體
input：需要加密的信息，可以任意長度
inputLen：指定input的長度
* 出口參數: 無
*********************************************************/
MD5Update(MD5_CTX *context,(unsigned char *)input,inputLen);
- 輸出轉換
/*********************************************************
* 名 稱: MD5Update()
* 功 能: 將加密結果存儲到，無返回值
* 入口參數:
context：初始化過了的MD5結構體
digest ：加密過的結果
* 出口參數: 無
*********************************************************/
MD5Final(MD5_CTX *context,unsigned char digest[16]);
- 格式整理
轉換成32位的16進制字符串。
實例1 字符串加密
對字符串進行加密：
1 #include <stdio.h>
2 #include <stdlib.h>
3 #include "md5.h"
4 #include <sys/types.h>
5 #include <sys/stat.h>
6 #include <fcntl.h>
7 #include <string.h>
8
9 void main( void )
10 {
11 int read_len;
12 int i ;
13 char temp[8]={0};
14 unsigned char digest[16]; //存放結果
15 char hexbuf[128]="12334567";
16 unsigned char decrypt[16]={0};
17 unsigned char decrypt32[64]={0};
18
19 MD5_CTX md5c;
20
21 MD5Init(&md5c); //初始化
22 read_len = strlen(hexbuf);
23 MD5Update(&md5c,(unsigned char *)hexbuf,read_len);
24
25 MD5Final(&md5c,decrypt);
26 strcpy((char *)decrypt32,"");
27
28 for(i=0;i<16;i++)
29 {
30 sprintf(temp,"%02x",decrypt[i]);
31 strcat((char *)decrypt32,temp);
32 }
33 printf("md5:%sn",decrypt32);
34
35 return;
36 }
執行結果如下：
本例對字符串12334567進行加密，結果和在線加密結果一致。
實例2 文件加密
對文件進行加密
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "md5.h"
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#define FORword_FW "123.c"
int calc_md5(char*filename,char*dest)
{
int i;
int filelen = 0;
int read_len;
char temp[8]={0};
char hexbuf[128]={0};
unsigned char decrypt[16]={0};
unsigned char decrypt32[64]={0};
MD5_CTX md5;
char fw_path[128];
int fdf;
fdf = open(filename,O_RDWR);
if(fdf<0)
{
printf("%s not existn",FORWORD_FW);
return -1;
}
MD5Init(&md5);
while(1)
{
read_len = read(fdf, hexbuf,sizeof(hexbuf));
if (read_len <0) {
close(fdf);
return -1;
}
if(read_len==0)
{
break;
}
filelen += read_len;
MD5Update(&md5,(unsigned char *)hexbuf,read_len);
}
MD5Final(&md5,decrypt);
strcpy((char *)decrypt32,"");
for(i=0;i<16;i++)
{
sprintf(temp,"%02x",decrypt[i]);
strcat((char *)decrypt32,temp);
}
strcpy(dest,decrypt32);
printf("md5:%s len=%dn",dest,filelen);
close(fdf);
return filelen;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
int ret;
int filelen;
char md5_str[64]={0};
char cmd[256]={0};
filelen = calc_md5(FORWORD_FW,md5_str);
if(filelen<0)
{
printf("calc_md5 failn");
return -1;
}
return 0;
}
運行結果：
在線驗證結果對比：
http://www.metools.info/other/o21.html
結果
