常用加密二、MD5加密

2019年04月16日 17:20:59 chun_hua_xue_yue 阅读数：117更多

MD5加密
MD5 消息摘要算法，Hash算法的一种，最终结果将任意数据加密成一个128位长（32byte）的摘要信息。

加密过程
1、填充数据，获取源数据A的字节(bit)长度len，由A的长度对512取模(JAVA为“%”)，得到的结果是否为448位，若不够（或多余）则补足到448位，补足规则第一位是1，其余为0。得到数据B的长度为 N * 512 + 448。
2、填充长度数据，经过B数据的位数可以表示为N * 512+448，再向其后追加64位用来存储源数据的长度，数据的位数将变成(N+1)*512。（长度不足64位的后面补0，超出的部分去掉。）
3、MD5的实现需要每512个字节进行一次处理，后一次处理的输入为前一次处理的输出，因此，在循环处理开始之前，需要拿4个标准数作为输入，它们分别是（16进制）：
　　A=0x67452301
　　B=0xefcdab89
　　C=0x98badcfe
　　D=0x10325476
　　在这里插入图片描述
图中，A，B，C，D就是哈希值的四个分组。每一次循环都会让旧的ABCD产生新的ABCD。一共进行多少次循环呢？由处理后的原文长度决定。

假设处理后的原文长度是M
主循环次数 = M / 512
每个主循环中包含 512 / 32 * 4 = 64 次子循环。

上面这张图所表达的就是单次子循环的流程。

下面对图中其他元素一一解释：

①、绿色F
图中的绿色F，代表非线性函数。官方MD5所用到的函数有四种：

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))

在主循环下面64次子循环中，F、G、H、I 交替使用，第一个16次使用F，第二个16次使用G，第三个16次使用H，第四个16次使用I。
②、Mi
Mi是第一步处理后的原文。在第一步中，处理后原文的长度是512的整数倍。把原文的每512位再分成16等份，命名为M0-M15，每一等份长度32。在64次子循环中，每16次循环，都会交替用到M1-M16之一。
③、Ki
一个常量，在64次子循环中，每一次用到的常量都是不同的。

④、黄色的<<

第一轮：
    FF(a,b,c,d,M0,7,0xd76aa478）     s[0]=7,   K[0] = 0xd76aa478
　　FF(a,b,c,d,M1,12,0xe8c7b756）   s[1]=12,  K[1] = 0xe8c7b756
　　FF(a,b,c,d,M2,17,0x242070db)
　　FF(a,b,c,d,M3,22,0xc1bdceee)
　　FF(a,b,c,d,M4,7,0xf57c0faf)
　　FF(a,b,c,d,M5,12,0x4787c62a)
　　FF(a,b,c,d,M6,17,0xa8304613）
　　FF(a,b,c,d,M7,22,0xfd469501）
　　FF(a,b,c,d,M8,7,0x698098d8）
　　FF(a,b,c,d,M9,12,0x8b44f7af)
　　FF(a,b,c,d,M10,17,0xffff5bb1）
　　FF(a,b,c,d,M11,22,0x895cd7be)
　　FF(a,b,c,d,M12,7,0x6b901122）
　　FF(a,b,c,d,M13,12,0xfd987193）
　　FF(a,b,c,d,M14,17, 0xa679438e)
　　FF(a,b,c,d,M15,22,0x49b40821）
第二轮：
　　GG(a,b,c,d,M1,5,0xf61e2562）
　　GG(a,b,c,d,M6,9,0xc040b340）
　　GG(a,b,c,d,M11,14,0x265e5a51）
　　GG(a,b,c,d,M0,20,0xe9b6c7aa)
　　GG(a,b,c,d,M5,5,0xd62f105d)
　　GG(a,b,c,d,M10,9,0x02441453）
　　GG(a,b,c,d,M15,14,0xd8a1e681）
　　GG(a,b,c,d,M4,20,0xe7d3fbc8）
　　GG(a,b,c,d,M9,5,0x21e1cde6）
　　GG(a,b,c,d,M14,9,0xc33707d6）
　　GG(a,b,c,d,M3,14,0xf4d50d87）
　　GG(a,b,c,d,M8,20,0x455a14ed)
　　GG(a,b,c,d,M13,5,0xa9e3e905）
　　GG(a,b,c,d,M2,9,0xfcefa3f8）
　　GG(a,b,c,d,M7,14,0x676f02d9）
　　GG(a,b,c,d,M12,20,0x8d2a4c8a)
第三轮：
　　HH(a,b,c,d,M5,4,0xfffa3942）
　　HH(a,b,c,d,M8,11,0x8771f681）
　　HH(a,b,c,d,M11,16,0x6d9d6122）
　　HH(a,b,c,d,M14,23,0xfde5380c)
　　HH(a,b,c,d,M1,4,0xa4beea44）
　　HH(a,b,c,d,M4,11,0x4bdecfa9）
　　HH(a,b,c,d,M7,16,0xf6bb4b60）
　　HH(a,b,c,d,M10,23,0xbebfbc70）
　　HH(a,b,c,d,M13,4,0x289b7ec6）
　　HH(a,b,c,d,M0,11,0xeaa127fa)
　　HH(a,b,c,d,M3,16,0xd4ef3085）
　　HH(a,b,c,d,M6,23,0x04881d05）
　　HH(a,b,c,d,M9,4,0xd9d4d039）
　　HH(a,b,c,d,M12,11,0xe6db99e5）
　　HH(a,b,c,d,M15,16,0x1fa27cf8）
　　HH(a,b,c,d,M2,23,0xc4ac5665）
第四轮：
　　Ⅱ（a,b,c,d,M0,6,0xf4292244）
　　Ⅱ（a,b,c,d,M7,10,0x432aff97）
　　Ⅱ（a,b,c,d,M14,15,0xab9423a7）
　　Ⅱ（a,b,c,d,M5,21,0xfc93a039）
　　Ⅱ（a,b,c,d,M12,6,0x655b59c3）
　　Ⅱ（a,b,c,d,M3,10,0x8f0ccc92）
　　Ⅱ（a,b,c,d,M10,15,0xffeff47d)
　　Ⅱ（a,b,c,d,M1,21,0x85845dd1）
　　Ⅱ（a,b,c,d,M8,6,0x6fa87e4f)
　　Ⅱ（a,b,c,d,M15,10,0xfe2ce6e0)
　　Ⅱ（a,b,c,d,M6,15,0xa3014314）
　　Ⅱ（a,b,c,d,M13,21,0x4e0811a1）
　　Ⅱ（a,b,c,d,M4,6,0xf7537e82）
　　Ⅱ（a,b,c,d,M11,10,0xbd3af235）
　　Ⅱ（a,b,c,d,M2,15,0x2ad7d2bb)
　　Ⅱ（a,b,c,d,M9,21,0xeb86d391）

4、拼接结果
最后把循环加工最终产生的A，B，C，D四个值拼接在一起，转换成字符串（一般转为16进制后再转为字符串类型）。
5、JAVA代码使用：

import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.nio.charset.Charset;
import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;

public class MD5Utils {

    private static final String MD5 = "MD5";

    /**
     * 将指定byte数组转换成16进制字符串
     * @param b
     * @return
     */
    public static String byteToHexString(byte[] b) {
        StringBuffer hexString = new StringBuffer();
        for (int i = 0; i < b.length; i++) {
            String hex = Integer.toHexString(b[i] & 0xFF);
            if (hex.length() == 1) {
                hex = '0' + hex;
            }
            hexString.append(hex.toUpperCase());
        }
        return hexString.toString();
    }

    /**
     * MD5加密
     * @param str
     * @return
     */
    public static String encryption(String str) throws NoSuchAlgorithmException, UnsupportedEncodingException {
        //创建MD5消息摘要对象
        MessageDigest md = MessageDigest.getInstance(MD5);
        //将加密数据传给消息摘要对象
        md.update(str.getBytes(Charset.defaultCharset()));
        //生成消息摘要
        byte[] digest = md.digest();
        // 转为16进制的数
        return byteToHexString(digest);
    }

    public static void main(String[] args) {
        String paw = "123456";
        try {
            String encryption = MD5Utils.encryption(paw);
            System.out.println("加密后     " + encryption);
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

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