Ⅰ MD5演算法原理及實現
散列函數,也稱作哈希函數,消息摘要函數,單向函數或者雜湊函數。散列函數主要用於驗證數據的完整性。通過散列函數,可以創建消息的「數字指紋」,消息接收方可以通過校驗消息的哈希值來驗證消息的完整性,防止消息被篡改。散列函數具有以下特性:
任何消息經過散列函數處理後,都會產生一個唯一的散列值,這個散列值可以用來驗證消息的完整性。計算消息散列值的過程被稱為「消息摘要」,計算消息散列值的演算法被稱為消息摘要演算法。常使用的消息摘要演算法有:MD—消息摘要演算法,SHA—安全散列演算法,MAC—消息認證碼演算法。本文主要來了解MD演算法。
MD5演算法是典型的消息摘要演算法,它是由MD4,MD3和MD2演算法演變而來。無論是哪一種MD演算法,其原理都是接受一個任意長度的消息並產生一個128位的消息摘要。如果把得到的消息摘要轉換成十六進制字元串,則會得到一個32位元組長度的字元串,我們平常見到的大部分MD數字指紋就是一個長度為32的十六進制字元串。
假設原始消息長度是b(以bit為單位),注意這里b可以是任意長度,並不一定要是8的整數倍。計算該消息MD5值的過程如下:
在計算消息的MD5值之前,首先對原始信息進行填充,這里的信息填充分為兩步。
第一步,對原始信息進行填充,填充之後,要求信息的長度對512取余等於448。填充的規則如下:假設原始信息長度為b bit,那麼在信息的b+1 bit位填充1,剩餘的位填充0,直到信息長度對512取余為448。這里有一點需要注意,如果原始信息長度對512取余正好等於448,這種情況仍然要進行填充,很明顯,在這時我們要填充的信息長度是512位,直到信息長度對512取余再次等於448。所以,填充的位數最少為1,最大為512。
第二步,填充信息長度,我們需要把原始信息長度轉換成以bit為單位,然後在第一步操作的結果後面填充64bit的數據表示原始信息長度。第一步對原始信息進行填充之後,信息長度對512取余結果為448,這里再填充64bit的長度信息,整個信息恰好可以被512整除。其實從後續過程可以看到,計算MD5時,是將信息分為若干個分組進行處理的,每個信息分組的長度是512bit。
在進行MD5值計算之前,我們先來做一些定義。
下面就是最核心的信息處理過程,計算MD5的過程實際上就是輪流處理每個信息分組的過程。
MD5演算法實現如下所示。
這里也和java提供的標准MD5演算法進行了對比,通過測試可以看到該MD5計算的結果和Java標准MD5演算法的計算結果是一樣的。
Ⅱ md5如何用java進行解密
MD5是一種不可逆的哈希演算法,因此不能進行解密。MD5的主要作用是將任意長度的數據映射為固定長度的數字指紋,可用於數據完整性校驗和消息認證等場景。
當需要確認一段數據是否經過篡改時,可以利用MD5演算法計算出該數據的數字指紋,並與數據的源指紋進行比對,以確認數據是否完整。
實現MD5計算的Java示例代碼如下:
首先引入所需的Java類庫,包括MessageDigest,NoSuchAlgorithmException和Base64。
創建一個名為MD5的類,包含一個名為main的方法。
在main方法中,定義一個字元串變數data,存儲要進行MD5計算的文本。
使用MessageDigest類實例化MessageDigest對象,指定演算法為MD5。
將data字元串轉換為位元組數組,並使用digest方法將MD5演算法應用到位元組數組上,生成MD5指紋。
使用Base64編碼將生成的指紋轉換為字元串格式。
將轉換後的MD5指紋列印輸出。
Ⅲ Java 實現MD5加密
MD5是一種常見的哈希演算法,其核心功能是將任意長度的輸入(通常為文本或數據)轉換為固定長度的128位(16位元組)哈希值,該過程不可逆,即無法通過哈希值恢復原始輸入。MD5的主要應用之一是確保數據完整性,通過對比兩個文件或數據塊的MD5哈希值,可以驗證它們是否一致。另一個重要應用是數字簽名,通過使用MD5生成的哈希值與私鑰加密,可以確保信息的來源和完整性,防止被篡改。
在實際應用中,MD5經常用於安全敏感場景,例如文件校驗、資料庫密碼存儲、網路通信加密等。以文件校驗為例,用戶在下載文件後,可以通過計算本地文件的MD5值並與原始文件的MD5值進行比對,確保文件在傳輸過程中未被篡改。
MD5在操作系統登錄認證中的應用同樣重要。在UNIX系統中,用戶密碼通常通過MD5演算法加密後存儲。當用戶嘗試登錄時,系統會將輸入的密碼進行MD5哈希,然後與存儲的哈希值進行比較,以確認密碼的正確性。這種方法避免了密碼明文存儲,提升了系統的安全性。
為了應對MD5的破解問題,現代安全策略傾向於採用更強大的哈希演算法,如SHA-256或bcrypt,它們的計算復雜度更高,破解難度更大。盡管如此,MD5仍然在某些場景下被使用,特別是對於需要快速實現、對安全性要求不高的應用。
在程序實現中,MD5加密過程通常涉及以下幾個步驟:
1. **初始化**:創建一個MD5哈希對象。
2. **添加數據**:向MD5對象中添加要加密的數據。
3. **計算哈希值**:使用MD5對象計算哈希值。
4. **獲取結果**:從MD5對象中獲取計算出的哈希值。
對於注冊和登錄場景,MD5加密通常應用於密碼存儲。在注冊時,用戶輸入的密碼通過MD5加密後存儲在資料庫中。登錄時,輸入的密碼再次通過MD5加密,然後與資料庫中存儲的哈希值進行比較,以驗證用戶身份。