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guoshijie1990:
写的不错
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xiaochi_84:
你好,我想问一下。为什么我在java工程里测试没有问题。但是到 ...
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jasonpeak:
我的为什么按返回键还是不关闭呢?
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算法描述
对MD5算法简要的叙述可以为: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,在在这个结果后面附加一个以64位二进制表示的填充前信息长度。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。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^Z
I(X,Y,Z)=Y^(X|(~Z))
(&是与,|是或,~是非,^是异或)
这四个函数的说明: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。
假设Mj表示消息的第j个子分组(从0到15),<<
FF(a,b,c,d,Mj,s,ti)表示a=b+((a+(F(b,c,d)+Mj+ti)<< GG(a,b,c,d,Mj,s,ti)表示a=b+((a+(G(b,c,d)+Mj+ti)<< HH(a,b,c,d,Mj,s,ti)表示a=b+((a+(H(b,c,d)+Mj+ti)<< II(a,b,c,d,Mj,s,ti)表示a=b+((a+(I(b,c,d)+Mj+ti)<<
这四轮(64步)是:
第一轮
FF(a,b,c,d,M0,7,0xd76aa478)
FF(d,a,b,c,M1,12,0xe8c7b756)
FF(c,d,a,b,M2,17,0x242070db)
FF(b,c,d,a,M3,22,0xc1bdceee)
FF(a,b,c,d,M4,7,0xf57c0faf)
FF(d,a,b,c,M5,12,0x4787c62a)
FF(c,d,a,b,M6,17,0xa8304613)
FF(b,c,d,a,M7,22,0xfd469501)
FF(a,b,c,d,M8,7,0x698098d8)
FF(d,a,b,c,M9,12,0x8b44f7af)
FF(c,d,a,b,M10,17,0xffff5bb1)
FF(b,c,d,a,M11,22,0x895cd7be)
FF(a,b,c,d,M12,7,0x6b901122)
FF(d,a,b,c,M13,12,0xfd987193)
FF(c,d,a,b,M14,17,0xa679438e)
FF(b,c,d,a,M15,22,0x49b40821)
第二轮
GG(a,b,c,d,M1,5,0xf61e2562)
GG(d,a,b,c,M6,9,0xc040b340)
GG(c,d,a,b,M11,14,0x265e5a51)
GG(b,c,d,a,M0,20,0xe9b6c7aa)
GG(a,b,c,d,M5,5,0xd62f105d)
GG(d,a,b,c,M10,9,0x02441453)
GG(c,d,a,b,M15,14,0xd8a1e681)
GG(b,c,d,a,M4,20,0xe7d3fbc8)
GG(a,b,c,d,M9,5,0x21e1cde6)
GG(d,a,b,c,M14,9,0xc33707d6)
GG(c,d,a,b,M3,14,0xf4d50d87)
GG(b,c,d,a,M8,20,0x455a14ed)
GG(a,b,c,d,M13,5,0xa9e3e905)
GG(d,a,b,c,M2,9,0xfcefa3f8)
GG(c,d,a,b,M7,14,0x676f02d9)
GG(b,c,d,a,M12,20,0x8d2a4c8a)
第三轮
HH(a,b,c,d,M5,4,0xfffa3942)
HH(d,a,b,c,M8,11,0x8771f681)
HH(c,d,a,b,M11,16,0x6d9d6122)
HH(b,c,d,a,M14,23,0xfde5380c)
HH(a,b,c,d,M1,4,0xa4beea44)
HH(d,a,b,c,M4,11,0x4bdecfa9)
HH(c,d,a,b,M7,16,0xf6bb4b60)
HH(b,c,d,a,M10,23,0xbebfbc70)
HH(a,b,c,d,M13,4,0x289b7ec6)
HH(d,a,b,c,M0,11,0xeaa127fa)
HH(c,d,a,b,M3,16,0xd4ef3085)
HH(b,c,d,a,M6,23,0x04881d05)
HH(a,b,c,d,M9,4,0xd9d4d039)
HH(d,a,b,c,M12,11,0xe6db99e5)
HH(c,d,a,b,M15,16,0x1fa27cf8)
HH(b,c,d,a,M2,23,0xc4ac5665)
第四轮
II(a,b,c,d,M0,6,0xf4292244)
II(d,a,b,c,M7,10,0x432aff97)
II(c,d,a,b,M14,15,0xab9423a7)
II(b,c,d,a,M5,21,0xfc93a039)
II(a,b,c,d,M12,6,0x655b59c3)
II(d,a,b,c,M3,10,0x8f0ccc92)
II(c,d,a,b,M10,15,0xffeff47d)
II(b,c,d,a,M1,21,0x85845dd1)
II(a,b,c,d,M8,6,0x6fa87e4f)
II(d,a,b,c,M15,10,0xfe2ce6e0)
II(c,d,a,b,M6,15,0xa3014314)
II(b,c,d,a,M13,21,0x4e0811a1)
II(a,b,c,d,M4,6,0xf7537e82)
II(d,a,b,c,M11,10,0xbd3af235)
II(c,d,a,b,M2,15,0x2ad7d2bb)
II(b,c,d,a,M9,21,0xeb86d391)
常数ti可以如下选择:
在第i步中,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)
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。
当你按照我上面所说的方法实现MD5算法以后,你可以用以下几个信息对你做出来的程序作一个简单的测试,看看程序有没有错误。
MD5 ("") = d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e
MD5 ("a") = 0cc175b9c0f1b6a831c399e269772661
MD5 ("abc") = 900150983cd24fb0d6963f7d28e17f72
MD5 ("message digest") = f96b697d7cb7938d525a2f31aaf161d0
MD5 ("abcdefghijklmnopqrstuvwxyz") = c3fcd3d76192e4007dfb496cca67e13b
MD5 ("ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789") =
d174ab98d277d9f5a5611c2c9f419d9f
MD5 ("123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123456789
01234567890") = 57edf4a22be3c955ac49da2e2107b67a
如果你用上面的信息分别对你做的MD5算法实例做测试,最后得出的结论和标准答案完全一样,那我就要在这里象你道一声祝贺了。要知道,我的程序在第一次编译成功的时候是没有得出和上面相同的结果的。
MD5的安全性
MD5相对MD4所作的改进:
1. 增加了第四轮;
2. 每一步均有唯一的加法常数;
3. 为减弱第二轮中函数G的对称性从(X&Y)|(X&Z)|(Y&Z)变为(X&Z)|(Y&(~Z));
4. 第一步加上了上一步的结果,这将引起更快的雪崩效应;
5. 改变了第二轮和第三轮中访问消息子分组的次序,使其更不相似;
6. 近似优化了每一轮中的循环左移位移量以实现更快的雪崩效应。各轮的位移量互不相同。 /*只需要调用public String getDoubleMd5(String text, String salt)就可以了,text表示你要加密的字符串,salt代表原始的哈西函数
*/ public class Encryption { /* * 下面这些S11-S44实际上是一个4*4的矩阵,在原始的C实现中是用#define 实现的, 这里把它们实现成为static * final是表示了只读,切能在同一个进程空间内的多个 Instance间共享 */ static final int S11 = 7; static final int S12 = 12; static final int S13 = 17; static final int S14 = 22; static final int S21 = 5; static final int S22 = 9; static final int S23 = 14; static final int S24 = 20; static final int S31 = 4; static final int S32 = 11; static final int S33 = 16; static final int S34 = 23; static final int S41 = 6; static final int S42 = 10; static final int S43 = 15; static final int S44 = 21; static final byte[] PADDING = { -128, 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 }; /* * 下面的三个成员是MD5计算过程中用到的3个核心数据,在原始的C实现中 被定义到MD5_CTX结构中 */ private long[] state = new long[4]; // state (ABCD) private long[] count = new long[2]; // number of bits, modulo 2^64 (lsb // first) private byte[] buffer = new byte[64]; // input buffer /* * digestHexStr是MD5的唯一一个公共成员,是最新一次计算结果的 16进制ASCII表示. */ public String digestHexStr; /* * digest,是最新一次计算结果的2进制内部表示,表示128bit的MD5值. */ private byte[] digest = new byte[16]; /* * getMD5ofStr是类MD5最主要的公共方法,入口参数是你想要进行MD5变换的字符串 * 返回的是变换完的结果,这个结果是从公共成员digestHexStr取得的. */ public String getMD5ofStr(String inbuf) { md5Init(); md5Update(inbuf.getBytes(), inbuf.length()); md5Final(); return md5BytesToString(digest); } public String getDoubleMd5(String text, String salt) // MD5 加密规则 { String toSalt = text + salt; byte[] saltVal = toSalt.getBytes(); byte[] encrypted1 = getMD5ofBye(saltVal); byte[] saltVal2 = new byte[8]; md5Memcpy(saltVal2, encrypted1, 0, 8, 8); byte[] encrypted2 = getMD5ofBye(saltVal2); md5Memcpy(encrypted1, encrypted2, 8, 8, 8); return md5BytesToString(encrypted1); } public static String md5BytesToString(byte[] input) { String result = ""; for (int i = 0; i < 16; i++) { result += byteHEX(input[i]); } return result; } // 给MD5加盐将生成UserID时的KI加到密码的后面(这个KI是我生成密码时自动生成的随机数) public String addSalt(String inbuf, String ki) { inbuf += ki;// 这里不要是加KI最好是异或或是其他 return getMD5ofStr(inbuf); } // 这是MD5这个类的标准构造函数,JavaBean要求有一个public的并且没有参数的构造函数 public void MD5() { md5Init(); return; } /* md5Init是一个初始化函数,初始化核心变量,装入标准的幻数 */ private void md5Init() { count[0] = 0L; count[1] = 0L; // /* Load magic initialization constants. state[0] = 0x67452301L; state[1] = 0xefcdab89L; state[2] = 0x98badcfeL; state[3] = 0x10325476L; return; } /* * F, G, H ,I 是4个基本的MD5函数,在原始的MD5的C实现中,由于它们是 * 简单的位运算,可能出于效率的考虑把它们实现成了宏,在java中,我们把它们 实现成了private方法,名字保持了原来C中的。 */ private long F(long x, long y, long z) { return (x & y) | ((~x) & z); } private long G(long x, long y, long z) { return (x & z) | (y & (~z)); } private long H(long x, long y, long z) { return x ^ y ^ z; } private long I(long x, long y, long z) { return y ^ (x | (~z)); } /* * FF,GG,HH和II将调用F,G,H,I进行近一步变换 FF, GG, HH, and II transformations for * rounds 1, 2, 3, and 4. Rotation is separate from addition to prevent * recomputation. */ private long FF(long a, long b, long c, long d, long x, long s, long ac) { a += F(b, c, d) + x + ac; a = ((int) a << s) | ((int) a >>> (32 - s)); a += b; return a; } private long GG(long a, long b, long c, long d, long x, long s, long ac) { a += G(b, c, d) + x + ac; a = ((int) a << s) | ((int) a >>> (32 - s)); a += b; return a; } private long HH(long a, long b, long c, long d, long x, long s, long ac) { a += H(b, c, d) + x + ac; a = ((int) a << s) | ((int) a >>> (32 - s)); a += b; return a; } private long II(long a, long b, long c, long d, long x, long s, long ac) { a += I(b, c, d) + x + ac; a = ((int) a << s) | ((int) a >>> (32 - s)); a += b; return a; } /* * md5Update是MD5的主计算过程,inbuf是要变换的字节串,inputlen是长度,这个 * 函数由getMD5ofStr调用,调用之前需要调用md5init,因此把它设计成private的 */ private void md5Update(byte[] inbuf, int inputLen) { int i, index, partLen; byte[] block = new byte[64]; index = (int) (count[0] >>> 3) & 0x3F; // /* Update number of bits */ if ((count[0] += (inputLen << 3)) < (inputLen << 3)) count[1]++; count[1] += (inputLen >>> 29); partLen = 64 - index; // Transform as many times as possible. if (inputLen >= partLen) { md5Memcpy(buffer, inbuf, index, 0, partLen); md5Transform(buffer); for (i = partLen; i + 63 < inputLen; i += 64) { md5Memcpy(block, inbuf, 0, i, 64); md5Transform(block); } index = 0; } else i = 0; // /* Buffer remaining input */ md5Memcpy(buffer, inbuf, index, i, inputLen - i); } /* * md5Final整理和填写输出结果 */ private void md5Final() { byte[] bits = new byte[8]; int index, padLen; // /* Save number of bits */ Encode(bits, count, 8); // /* Pad out to 56 mod 64. index = (int) (count[0] >>> 3) & 0x3f; padLen = (index < 56) ? (56 - index) : (120 - index); md5Update(PADDING, padLen); // /* Append length (before padding) */ md5Update(bits, 8); // /* Store state in digest */ Encode(digest, state, 16); } /* * md5Memcpy是一个内部使用的byte数组的块拷贝函数,从input的inpos开始把len长度的 * 字节拷贝到output的outpos位置开始 */ public static void md5Memcpy(byte[] output, byte[] input, int outpos, int inpos, int len) { int i; for (i = 0; i < len; i++) output[outpos + i] = input[inpos + i]; } /* * md5Transform是MD5核心变换程序,有md5Update调用,block是分块的原始字节 */ private void md5Transform(byte block[]) { long a = state[0], b = state[1], c = state[2], d = state[3]; long[] x = new long[16]; Decode(x, block, 64); /* Round 1 */ a = FF(a, b, c, d, x[0], S11, 0xd76aa478L); /* 1 */ d = FF(d, a, b, c, x[1], S12, 0xe8c7b756L); /* 2 */ c = FF(c, d, a, b, x[2], S13, 0x242070dbL); /* 3 */ b = FF(b, c, d, a, x[3], S14, 0xc1bdceeeL); /* 4 */ a = FF(a, b, c, d, x[4], S11, 0xf57c0fafL); /* 5 */ d = FF(d, a, b, c, x[5], S12, 0x4787c62aL); /* 6 */ c = FF(c, d, a, b, x[6], S13, 0xa8304613L); /* 7 */ b = FF(b, c, d, a, x[7], S14, 0xfd469501L); /* 8 */ a = FF(a, b, c, d, x[8], S11, 0x698098d8L); /* 9 */ d = FF(d, a, b, c, x[9], S12, 0x8b44f7afL); /* 10 */ c = FF(c, d, a, b, x[10], S13, 0xffff5bb1L); /* 11 */ b = FF(b, c, d, a, x[11], S14, 0x895cd7beL); /* 12 */ a = FF(a, b, c, d, x[12], S11, 0x6b901122L); /* 13 */ d = FF(d, a, b, c, x[13], S12, 0xfd987193L); /* 14 */ c = FF(c, d, a, b, x[14], S13, 0xa679438eL); /* 15 */ b = FF(b, c, d, a, x[15], S14, 0x49b40821L); /* 16 */ /* Round 2 */ a = GG(a, b, c, d, x[1], S21, 0xf61e2562L); /* 17 */ d = GG(d, a, b, c, x[6], S22, 0xc040b340L); /* 18 */ c = GG(c, d, a, b, x[11], S23, 0x265e5a51L); /* 19 */ b = GG(b, c, d, a, x[0], S24, 0xe9b6c7aaL); /* 20 */ a = GG(a, b, c, d, x[5], S21, 0xd62f105dL); /* 21 */ d = GG(d, a, b, c, x[10], S22, 0x2441453L); /* 22 */ c = GG(c, d, a, b, x[15], S23, 0xd8a1e681L); /* 23 */ b = GG(b, c, d, a, x[4], S24, 0xe7d3fbc8L); /* 24 */ a = GG(a, b, c, d, x[9], S21, 0x21e1cde6L); /* 25 */ d = GG(d, a, b, c, x[14], S22, 0xc33707d6L); /* 26 */ c = GG(c, d, a, b, x[3], S23, 0xf4d50d87L); /* 27 */ b = GG(b, c, d, a, x[8], S24, 0x455a14edL); /* 28 */ a = GG(a, b, c, d, x[13], S21, 0xa9e3e905L); /* 29 */ d = GG(d, a, b, c, x[2], S22, 0xfcefa3f8L); /* 30 */ c = GG(c, d, a, b, x[7], S23, 0x676f02d9L); /* 31 */ b = GG(b, c, d, a, x[12], S24, 0x8d2a4c8aL); /* 32 */ /* Round 3 */ a = HH(a, b, c, d, x[5], S31, 0xfffa3942L); /* 33 */ d = HH(d, a, b, c, x[8], S32, 0x8771f681L); /* 34 */ c = HH(c, d, a, b, x[11], S33, 0x6d9d6122L); /* 35 */ b = HH(b, c, d, a, x[14], S34, 0xfde5380cL); /* 36 */ a = HH(a, b, c, d, x[1], S31, 0xa4beea44L); /* 37 */ d = HH(d, a, b, c, x[4], S32, 0x4bdecfa9L); /* 38 */ c = HH(c, d, a, b, x[7], S33, 0xf6bb4b60L); /* 39 */ b = HH(b, c, d, a, x[10], S34, 0xbebfbc70L); /* 40 */ a = HH(a, b, c, d, x[13], S31, 0x289b7ec6L); /* 41 */ d = HH(d, a, b, c, x[0], S32, 0xeaa127faL); /* 42 */ c = HH(c, d, a, b, x[3], S33, 0xd4ef3085L); /* 43 */ b = HH(b, c, d, a, x[6], S34, 0x4881d05L); /* 44 */ a = HH(a, b, c, d, x[9], S31, 0xd9d4d039L); /* 45 */ d = HH(d, a, b, c, x[12], S32, 0xe6db99e5L); /* 46 */ c = HH(c, d, a, b, x[15], S33, 0x1fa27cf8L); /* 47 */ b = HH(b, c, d, a, x[2], S34, 0xc4ac5665L); /* 48 */ /* Round 4 */ a = II(a, b, c, d, x[0], S41, 0xf4292244L); /* 49 */ d = II(d, a, b, c, x[7], S42, 0x432aff97L); /* 50 */ c = II(c, d, a, b, x[14], S43, 0xab9423a7L); /* 51 */ b = II(b, c, d, a, x[5], S44, 0xfc93a039L); /* 52 */ a = II(a, b, c, d, x[12], S41, 0x655b59c3L); /* 53 */ d = II(d, a, b, c, x[3], S42, 0x8f0ccc92L); /* 54 */ c = II(c, d, a, b, x[10], S43, 0xffeff47dL); /* 55 */ b = II(b, c, d, a, x[1], S44, 0x85845dd1L); /* 56 */ a = II(a, b, c, d, x[8], S41, 0x6fa87e4fL); /* 57 */ d = II(d, a, b, c, x[15], S42, 0xfe2ce6e0L); /* 58 */ c = II(c, d, a, b, x[6], S43, 0xa3014314L); /* 59 */ b = II(b, c, d, a, x[13], S44, 0x4e0811a1L); /* 60 */ a = II(a, b, c, d, x[4], S41, 0xf7537e82L); /* 61 */ d = II(d, a, b, c, x[11], S42, 0xbd3af235L); /* 62 */ c = II(c, d, a, b, x[2], S43, 0x2ad7d2bbL); /* 63 */ b = II(b, c, d, a, x[9], S44, 0xeb86d391L); /* 64 */ state[0] += a; state[1] += b; state[2] += c; state[3] += d; } /* * Encode把long数组按顺序拆成byte数组,因为java的long类型是64bit的, 只拆低32bit,以适应原始C实现的用途 */ private void Encode(byte[] output, long[] input, int len) { int i, j; for (i = 0, j = 0; j < len; i++, j += 4) { output[j] = (byte) (input[i] & 0xffL); output[j + 1] = (byte) ((input[i] >>> 8) & 0xffL); output[j + 2] = (byte) ((input[i] >>> 16) & 0xffL); output[j + 3] = (byte) ((input[i] >>> 24) & 0xffL); } } /* * Decode把byte数组按顺序合成成long数组,因为java的long类型是64bit的, * 只合成低32bit,高32bit清零,以适应原始C实现的用途 */ private void Decode(long[] output, byte[] input, int len) { int i, j; for (i = 0, j = 0; j < len; i++, j += 4) output[i] = b2iu(input[j]) | (b2iu(input[j + 1]) << 8) | (b2iu(input[j + 2]) << 16) | (b2iu(input[j + 3]) << 24); return; } /* * b2iu是我写的一个把byte按照不考虑正负号的原则的"升位"程序,因为java没有unsigned运算 */ public static long b2iu(byte b) { return b < 0 ? b & 0x7F + 128 : b; } /* * byteHEX(),用来把一个byte类型的数转换成十六进制的ASCII表示, * 因为java中的byte的toString无法实现这一点,我们又没有C语言中的 sprintf(outbuf,"%02X",ib) */ public static String byteHEX(byte ib) { char[] Digit = { '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F' }; char[] ob = new char[2]; ob[0] = Digit[(ib >>> 4) & 0X0F]; ob[1] = Digit[ib & 0X0F]; String s = new String(ob); return s; } /** * getMD5ofBye * * @param inbuf * byte[] * @return byte[] */ public byte[] getMD5ofBye(byte[] inbuf) { md5Init(); md5Update(inbuf, inbuf.length); md5Final(); byte[] result = new byte[16]; md5Memcpy(result, digest, 0, 0, 16); return result; } }
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