md5算法原理及其实现C语言（了解MD5算法及其C语言实现）

2024-10-19 13:30:070 评论288 阅读

导语：了解MD5算法及其C语言实现MD5算法原理MD5算法是一种广泛使用的哈希函数，其输入是任意长度消息，输出是一个128比特的哈希值。MD5被广泛应用于安全领域，如密码学、数字签名等。MD5算法具体原理可分为以下四个步骤：1.填充消息首...

了解MD5算法及其C语言实现

MD5算法原理

MD5算法是一种广泛使用的哈希函数，其输入是任意长度消息，输出是一个128比特的哈希值。MD5被广泛应用于安全领域，如密码学、数字签名等。MD5算法具体原理可分为以下四个步骤：1. 填充消息首先，需要将消息填充至512位的整数倍，使得消息长度对512求余数为448，即消息长度为448位或者448位以上，但不大于512位。2. 设置初始值然后，需要将初始值设置为下列十六进制数：A B C D E F G H，每个字节均为初值BCDAEFFF。3. 分组处理将填充完毕的消息进行分组，每组512位。然后对每组进行如下四轮的处理：第一轮，执行F操作；第二轮，执行G操作；第三轮，执行H操作；最后一轮，执行I操作。4. 输出结果将所有分组处理的结果按顺序拼接起来，即可得到MD5的128位哈希值。

MD5算法实现

以下是在C语言中实现MD5算法的基本步骤：1. 将消息填充至512位的整数倍，使得消息长度对512求余数为448，即消息长度为448位或者448位以上，但不大于512位。2. 将初始值设置为下列十六进制数：A B C D E F G H，每个字节均为初值BCDAEFFF。3. 将填充完毕的消息进行分组，每组512位。对每组进行如下四轮的处理：第一轮，执行F操作；第二轮，执行G操作；第三轮，执行H操作；最后一轮，执行I操作。4. 对所处理的每组数据进行如下操作：将每个32位数按小端字节序排列，然后拼接成一个128位数，并且作为处理结果输出。下面是一个简单的C语言MD5实现程序：```#include #include #define ROTLEFT(a,b) (((a) << (b)) | ((a) >> (32-(b))))#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)))void md5(const uint8_t* initial_msg, size_t initial_len, uint8_t* digest) { // 初始化变量 uint32_t h0, h1, h2, h3; h0 = 0x67452301; h1 = 0xEFCDAB89; h2 = 0x98BADCFE; h3 = 0x10325476; // 初始化消息变量 uint8_t* msg = NULL; size_t new_len, offset; uint32_t w[16]; int i; for (i=0; i<16; i++) { w[i] = 0; } for (new_len = initial_len + 1; new_len % 64 != 56; new_len++) ; msg = (uint8_t*)malloc(new_len + 8); memcpy(msg, initial_msg, initial_len); msg[initial_len] = 0x80; for (offset = initial_len + 1; offset < new_len; offset++) msg[offset] = 0; // 添加长度 uint32_t bits_len = 8 * initial_len; memcpy(msg + new_len, &bits_len, 4); // 处理消息分组 uint32_t a, b, c, d, f, g, temp; uint8_t* chunk = NULL; for (offset = 0; offset < new_len; offset += 64) { chunk = msg + offset; for (i=0; i<16; i++) { w[i] = (int32_t) \\ (chunk[i*4+0]) + \\ (((int32_t) chunk[i*4+1]) << 8) + \\ (((int32_t) chunk[i*4+2]) << 16) + \\ (((int32_t) chunk[i*4+3]) << 24); } // 处理当前分组的数据 a = h0; b = h1; c = h2; d = h3; for (i=0; i<64; i++) { if (i < 16) { f = F(b, c, d); g = i; } else if (i < 32) { f = G(b, c, d); g = (5*i + 1) % 16; } else if (i < 48) { f = H(b, c, d); g = (3*i + 5) % 16; } else { f = I(b, c, d); g = (7*i) % 16; } temp = d; d = c; c = b; b = b + ROTLEFT((a + f + w[g] + 0x5A827999), 5); a = temp; } // 更新哈希值 h0 += a; h1 += b; h2 += c; h3 += d; } // 哈希结果拼接 memcpy(digest, &h0, sizeof(h0)); memcpy(digest + sizeof(h0), &h1, sizeof(h1)); memcpy(digest + sizeof(h0) + sizeof(h1), &h2, sizeof(h2)); memcpy(digest + sizeof(h0) + sizeof(h1) + sizeof(h2), &h3, sizeof(h3)); free(msg);}int main(int argc, char** argv) { uint8_t digest[16]; md5((const uint8_t*)\"hello world\", 11, digest); int i; for (i=0; i<16; i++) { printf(\"%02x\", digest[i]); } printf(\"\\"); return 0;}```