MD5以512位分組來處理輸入的信息，且每一分組又被劃分爲16個32位子分組，經過了一系列的處理後，算法的輸出由四個32位分組組成，將這四個32位分組級聯後將生成一個128位散列值，就是說任意長度的二進制數據經過md5加密算法的計算，將會得到一個128位的二進制數一般轉爲32位16進制數來表示
原文不相同算出的md5一定不相同
原文相同算出md5一定相同
只能從原文算成密文，密文永遠也算不回原文
算法具有以下特點：
1、壓縮性：任意長度的數據，算出的MD5值長度都是固定的。
2、容易計算：從原數據計算出MD5值很容易。
3、抗修改性：對原數據進行任何改動，哪怕只修改1個字節，所得到的MD5值都有很大區別。
4、弱抗碰撞：已知原數據和其MD5值，想找到一個具有相同MD5值的數據（即僞造數據）是非常困難的。
5、強抗碰撞：想找到兩個不同的數據，使它們具有相同的MD5值，是非常困難的。
算法原理：
1.填充
在MD5算法中，首先需要對信息進行填充，使其位長對512求餘的結果等於448，並且填充必須進行，即使其位長對512求餘的結果等於448。因此，信息的位長（Bits Length）將被擴展至N*512+448，N爲一個非負整數，N可以是零。
填充的方法如下：
1) 在信息的後面填充一個1和無數個0，直到滿足上面的條件時才停止用0對信息的填充。
2) 在這個結果後面附加一個以64位二進制表示的填充前信息長度（單位爲Bit），如果二
進製表示的填充前信息長度超過64位，則取低64位。
經過這兩步的處理，信息的位長=N*512+448+64=(N+1）*512，即長度恰好是512的整數倍。這樣做的原因是爲滿足後面處理中對信息長度的要求。
2. 初始化變量
初始的128位值爲初試鏈接變量，這些參數用於第一輪的運算，以大端字節序來表示，他們分別爲： A=0x01234567，B=0x89ABCDEF，C=0xFEDCBA98，D=0x76543210。
（每一個變量給出的數值是高字節存於內存低地址，低字節存於內存高地址，即大端字節序。在程序中變量A、B、C、D的值分別爲0x67452301，0xEFCDAB89，0x98BADCFE，0x10325476）
3. 處理分組數據
每一分組的算法流程如下：
第一分組需要將上面四個鏈接變量複製到另外四個變量中：A到a，B到b，C到c，D到d。從第二分組開始的變量爲上一分組的運算結果，即A = a， B = b， C = c， D = d。
主循環有四輪（MD4只有三輪），每輪循環都很相似。第一輪進行16次操作。每次操作對a、b、c和d中的其中三個作一次非線性函數運算，然後將所得結果加上第四個變量，文本的一個子分組和一個常數。再將所得結果向左環移一個不定的數，並加上a、b、c或d中之一。最後用該結果取代a、b、c或d中之一。
以下是每次操作中用到的四個非線性函數（每輪一個）。
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) )
（&是與（And），|是或（Or），~是非（Not），^是異或（Xor））
這四個函數的說明：如果X、Y和Z的對應位是獨立和均勻的，那麼結果的每一位也應是獨立和均勻的。
F是一個逐位運算的函數。即，如果X，那麼Y，否則Z。函數H是逐位奇偶操作符。
假設Mj表示消息的第j個子分組（從0到15），常數ti是4294967296*abs( sin(i) ）的整數部分，i 取值從1到64，單位是弧度。（4294967296=232）
現定義：
FF(a ,b ,c ,d ,Mj ,s ,ti ) 操作爲 a = b + ( (a + F(b,c,d) + Mj + ti) << s)
GG(a ,b ,c ,d ,Mj ,s ,ti ) 操作爲 a = b + ( (a + G(b,c,d) + Mj + ti) << s)
HH(a ,b ,c ,d ,Mj ,s ,ti) 操作爲 a = b + ( (a + H(b,c,d) + Mj + ti) << s)
II(a ,b ,c ,d ,Mj ,s ,ti) 操作爲 a = b + ( (a + I(b,c,d) + Mj + ti) << s)
注意：“<<”表示循環左移位，不是左移位。
這四輪（共64步）是：
第一輪
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 )
第二輪
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 )
第三輪
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 )
第四輪
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 )
所有這些完成之後，將a、b、c、d分別在原來基礎上再加上A、B、C、D。
即a = a + A，b = b + B，c = c + C，d = d + D
然後用下一分組數據繼續運行以上算法。
4. 輸出
最後的輸出是a、b、c和d的級聯。
當你按照我上面所說的方法實現MD5算法以後，你可以用以下幾個信息對你做出來的程序作一個簡單的測試，看看程序有沒有錯誤。
MD5 ("") = d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e
MD5 ("a") = 0cc175b9c0f1b6a831c399e269772661
MD5 ("abc") = 900150983cd24fb0d6963f7d28e17f72
MD5 ("message digest") = f96b697d7cb7938d525a2f31aaf161d0
MD5 ("abcdefghijklmnopqrstuvwxyz") = c3fcd3d76192e4007dfb496cca67e13b
MD5 ("ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz") =
f29939a25efabaef3b87e2cbfe641315
MD5 ("8a683566bcc7801226b3d8b0cf35fd97") =cf2cb5c89c5e5eeebef4a76becddfcfd
MD5加密字符串實例
現以字符串“jklmn”爲例。
該字符串在內存中表示爲：6A 6B 6C 6D 6E（從左到右爲低地址到高地址，後同），信息長度爲40 bits， 即0x28。
對其填充，填充至448位，即56字節。結果爲：
6A 6B 6C 6D 6E 80 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
剩下64位，即8字節填充填充前信息位長，按小端字節序填充剩下的8字節，結果爲。
6A 6B 6C 6D 6E 80 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 28 00
00 00 00 00 00 00
（64字節，512 bits）
初始化A、B、C、D四個變量。
將這64字節填充後數據分成16個小組（程序中對應爲16個數組），即：
M0：6A 6B 6C 6D （這是內存中的順序，按照小端字節序原則，對應數組M(0)的值爲0x6D6C6B6A，下同）
M1：6E 80 00 00
M2：00 00 00 00
.....
M14：28 00 00 00
M15：00 00 00 00
經過“3. 分組數據處理”後，a、b、c、d值分別爲0xD8523F60、0x837E0144、0x517726CA、0x1BB6E5FE
在內存中爲a：60 3F 52 D8
b：44 01 7E 83
c：CA 26 77 51
d：FE E5 B6 1B
a、b、c、d按內存順序輸出即爲最終結果：603F52D844017E83CA267751FEE5B61B。這就是字符串“jklmn”的MD5值。
JAVA實現
參考
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public class MD5{ /* *四個鏈接變量 */ private final int A=0x67452301; private final int B=0xefcdab89; private final int C=0x98badcfe; private final int D=0x10325476; /* *ABCD的臨時變量 */ private int Atemp,Btemp,Ctemp,Dtemp; /* *常量ti *公式:floor(abs(sin(i+1))×(2pow32) */ private final int K[]={ 0xd76aa478,0xe8c7b756,0x242070db,0xc1bdceee, 0xf57c0faf,0x4787c62a,0xa8304613,0xfd469501,0x698098d8, 0x8b44f7af,0xffff5bb1,0x895cd7be,0x6b901122,0xfd987193, 0xa679438e,0x49b40821,0xf61e2562,0xc040b340,0x265e5a51, 0xe9b6c7aa,0xd62f105d,0x02441453,0xd8a1e681,0xe7d3fbc8, 0x21e1cde6,0xc33707d6,0xf4d50d87,0x455a14ed,0xa9e3e905, 0xfcefa3f8,0x676f02d9,0x8d2a4c8a,0xfffa3942,0x8771f681, 0x6d9d6122,0xfde5380c,0xa4beea44,0x4bdecfa9,0xf6bb4b60, 0xbebfbc70,0x289b7ec6,0xeaa127fa,0xd4ef3085,0x04881d05, 0xd9d4d039,0xe6db99e5,0x1fa27cf8,0xc4ac5665,0xf4292244, 0x432aff97,0xab9423a7,0xfc93a039,0x655b59c3,0x8f0ccc92, 0xffeff47d,0x85845dd1,0x6fa87e4f,0xfe2ce6e0,0xa3014314, 0x4e0811a1,0xf7537e82,0xbd3af235,0x2ad7d2bb,0xeb86d391}; /* *向左位移數,計算方法未知 */ private final int s[]={7,12,17,22,7,12,17,22,7,12,17,22,7, 12,17,22,5,9,14,20,5,9,14,20,5,9,14,20,5,9,14,20, 4,11,16,23,4,11,16,23,4,11,16,23,4,11,16,23,6,10, 15,21,6,10,15,21,6,10,15,21,6,10,15,21}; /* *初始化函數 */ private void init(){ Atemp=A; Btemp=B; Ctemp=C; Dtemp=D; } /* *移動一定位數 */ private int shift(int a,int s){ return(a<<s)|(a>>>(32-s));//右移的時候，高位一定要補零，而不是補充符號位 } /* *主循環 */ private void MainLoop(int M[]){ int F,g; int a=Atemp; int b=Btemp; int c=Ctemp; int d=Dtemp; for(int i = 0; i < 64; i ++){ if(i<16){ F=(b&c)|((~b)&d); g=i; }else if(i<32){ F=(d&b)|((~d)&c); g=(5*i+1)%16; }else if(i<48){ F=b^c^d; g=(3*i+5)%16; }else{ F=c^(b|(~d)); g=(7*i)%16; } int tmp=d; d=c; c=b; b=b+shift(a+F+K[i]+M[g],s[i]); a=tmp; } Atemp=a+Atemp; Btemp=b+Btemp; Ctemp=c+Ctemp; Dtemp=d+Dtemp; } /* *填充函數 *處理後應滿足bits≡448(mod512),字節就是bytes≡56（mode64) *填充方式爲先加一個0,其它位補零 *最後加上64位的原來長度 */ private int[] add(String str){ int num=((str.length()+8)/64)+1;//以512位，64個字節爲一組 int strByte[]=new int[num*16];//64/4=16，所以有16個整數 for(int i=0;i<num*16;i++){//全部初始化0 strByte[i]=0; } int i; for(i=0;i<str.length();i++){ strByte[i>>2]|=str.charAt(i)<<((i%4)*8);//一個整數存儲四個字節，小端序 } strByte[i>>2]|=0x80<<((i%4)*8);//尾部添加1 /* *添加原長度，長度指位的長度，所以要乘8，然後是小端序，所以放在倒數第二個,這裏長度只用了32位 */ strByte[num*16-2]=str.length()*8; return strByte; } /* *調用函數 */ public String getMD5(String source){ init(); int strByte[]=add(source); for(int i=0;i<strByte.length/16;i+=16){ int num[]=new int[16]; for(int j=0;j<16;j++){ num[j]=strByte[i*16+j]; } MainLoop(num); } return changeHex(Atemp)+changeHex(Btemp)+changeHex(Ctemp)+changeHex(Dtemp); } /* *整數變成16進制字符串 */ private String changeHex(int a){ String str=""; for(int i=0;i<4;i++){ str+=String.format("%2s", Integer.toHexString(((a>>i*8)%(1<<8))&0xff)).replace(' ', '0'); } return str; } /* *單例 */ private static MD5 instance; public static MD5 getInstance(){ if(instance==null){ instance=new MD5(); } return instance; } private MD5(){}; public static void main(String[] args){ String str=MD5.getInstance().getMD5(""); System.out.println(str); }} |
JAVA MD5 API應用可以自己寫一個MD5Utils工具方便以後使用：
加密後的密碼密文如下：
在大多數公司數據庫的密碼都是這麼保存的，在一定程度上保證了用戶信息的安全，但這種密碼是找不回來的，一旦忘記就用重設密碼。