MD5信息摘要算法（英語：MD5 Message-Digest Algorithm），一種被廣泛使用的密碼散列函數，可以產生出一個128位（16字節）的散列值（hash value），用於確保信息傳輸完整一致。MD5由美國密碼學家羅納德·李維斯特（Ronald Linn Rivest）設計，於1992年公開，用以取代MD4算法。這套算法的程序在 RFC 1321 標準中被加以規範。
MD5的典型應用是對一段信息（Message）產生信息摘要（Message-Digest），以防止被篡改。MD5是基於消息摘要原理的，消息摘要的基本特徵就是很難根據摘要推算出消息報文，因此要驗證密碼是否正確，就必須對輸入密碼（消息報文）重新計算其摘要，和數據庫中存儲的摘要進行對比（即數據庫中存儲的其實爲用戶密碼的摘要），若兩個摘要相同，則說明密碼正確，不同，則說明密碼錯誤。流程圖如下所示：
MD5的應用：
1、一致性驗證
MD5可以爲任何文件（不管其大小、格式、數量）產生一個同樣獨一無二的“數字指紋”，如果任何人對文件做了任何改動，其MD5值也就是對應的“數字指紋”都會發生變化。
利用MD5算法來進行文件校驗的方案被大量應用到軟件下載站、論壇數據庫、系統文件安全等方面。
2、數字簽名
MD5的典型應用是對一段Message(字節串)產生fingerprint(指紋），以防止被“篡改”。
舉個例子，你將一段話寫在一個叫 readme.txt文件中，並對這個readme.txt產生一個MD5的值並記錄在案，然後你可以傳播這個文件給別人，別人如果修改了文件中的任何內容，你對這個文件重新計算MD5時就會發現（兩個MD5值不相同）。
如果再有一個第三方的認證機構，用MD5還可以防止文件作者的“抵賴”，這就是所謂的數字簽名應用。
3、安全訪問認證
MD5還廣泛用於操作系統的登陸認證上，如Unix、各類BSD系統登錄密碼、數字簽名等諸多方面。如在Unix系統中用戶的密碼是以MD5（或其它類似的算法）經Hash運算後存儲在文件系統中
下面詳細說明MD5的具體實現流程
步驟一：
我們是對一個字符串進行MD5加密，所以我們先從字符串的處理開始。首先我們要知道一個字符的長度是8位（bit），即一個字節的長度。
現在我們要做的就是將一個字符串Str1分割成每512位爲一個分組，然後每512位爲一個分組M[i]進行處理。形如N*512+R，最後多出來的不足512位的R部分先填充一個1，再接無數個0，直到補足512位。這裏要注意，R爲0時也要補位，這時候補512位，最高位1，形如1000…00；如果R超出448，除了要補滿這個分組外，還要再補上一個512位的分組（因爲超過448位則不能留64位出來存放字符串的原長）。
接着，講講將字符串分塊保存部分。一個512位的字符串分組要分成16個32位的子分組，在每個32位中，以字節爲單位通過小端規則存入一個32位的變量中，可以考慮用int類型的變量（一個int變量32位），也可以考慮用unsigned int，這樣之後涉及的循環移位就不用考慮符號位了，這裏還是以int爲例。因爲一個字符就是一個字節（8位），所以一個int類型變量能存放4個字符，假設一個字符串abcd，那麼存在一個int類型變量中就是dcba。因此這裏我們將字符串每4個字符分成一塊，每一個塊都以小端規則存放在一個int類型的變量中。
補充好後的Str2長度爲（N+1）*512位（如果R超出448，則是（N+2）*512），str2的最後64位數據用於保存str的長度，所以如果R超過448之後就需要再補充一個512位數據，因爲超過448末尾就沒有64爲空間可用，只能再添加一個512位的數據，此時最低的64位預留，用來存放之前str1的長度length（長度爲字符個數*8 bit）的值，如果這個length值的二進制位數大於64位，則只保留最低的64位。將這個64位的length放入之前填充好的str2的最後64位又要注意了：將length的64位分成2個32位，相當於2個字（1個字32位），再將這個2個字用類似小端規則排列，分別填入預留的64位。之前我就是這點沒有領悟，估計大家也不是很懂，我具體說明一下：假設64位分成AB（A,B分別表示32位的二進制數，A是高位，B是低位），按小端規則排列後就是BA，將形如BA的64位按B（高位）到A（低位）的順序填入str2預留的64位,而對A，B內部顯示的每個字節則不用做處理。假設長度 0x12，則按A,B兩個字來補位可以得：A=0x0000 0000，B=0x0000 0012。
至此，補位的思想已經講完了，這裏再講講我的具體實現。我的思路是用一個長度爲16的int類型的數組int M[16]。因爲一個int類型數據有32位，16個加起來剛好一共512位，是一個分組的長度。我剛好就按順序M[0]…M[15]表示一個512位的數。我再聲明一個容器vector，用來存放每個M[16]，因爲分組個數不一定只有一個。
最後我舉個例子方便大家理解。首先介紹一些常識：a – 61, b – 62, c – 63, d – 64, e – 65。這裏“a – 61”表示a的ASCII碼十六進制表示是0x61，其他以此類推。
好，假設一個字符串abcde，一共5個字符，長度length 爲 5* 8 = 40 = 0x28。512位轉化成十六進制就是64位。原字符串十六進制表示：61 62 63 64 65 00 00…00。完成補位後共512位，只有1個分組，形如： 61 62 63 64 65 80 00…00 28 00 00 00 00 00 00 00（“80”的二進制是1000 0000，即之前的先補一個1，再補很多0的做法）。一個int M[16]的數組就夠存了，即
M[0] = 64 63 62 61，
M[1] = 00 00 80 65，
M[2] = 0，
M[3] = 0
…
M[14] = 00 00 00 28，
M[15] = 0
步驟二：
MD5有四個32位的被稱作鏈接變量的整數參數，我們進行如下設置：
A=0x67452301，B=0xefcdab89，C=0x98badcfe，D=0x10325476。
數據這樣設置之後，存在內存中就按小端規則排列：01 23 45 67 89 ab cd ef …32 10
再聲明四個中間變量a,b,c,d，賦值：a = A, b = B, c = C, d = D。
接着再設置四個非線性函數：
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))
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。
FF(a,b,c,d,Mj,s,ti)表示a=b+((a+F(b,c,d)+Mj+ti)<<s)
GG(a,b,c,d,Mj,s,ti)表示a=b+((a+G(b,c,d)+Mj+ti)<<s)
HH(a,b,c,d,Mj,s,ti)表示a=b+((a+H(b,c,d)+Mj+ti)<<s)
II(a,b,c,d,Mj,s,ti)表示a=b+((a+I(b,c,d)+Mj+ti)<<s)
步驟3：接下來就是要進行一個MD5算法的主要循環了，這個循環的循環次數爲512位分組的個數（即之前提到的N+1或者N+2）。每次循環執行以下的步驟，我就不用文字表述了，直接用代碼展示，相信大家能理解：
{
a = A; b = B; c = C; d = D;
//傳說中的對M[j]的第一輪循環
FF(a,b,c,d,M[0],7,0xd76aa478);
FF(d,a,b,c,M[1],12,0xe8c7b756);
FF(c,d,a,b,M[2],17,0x242070db);
FF(b,c,d,a,M[3],22,0xc1bdceee);
FF(a,b,c,d,M[4],7,0xf57c0faf);
FF(d,a,b,c,M[5],12,0x4787c62a);
FF(c,d,a,b,M[6],17,0xa8304613);
FF(b,c,d,a,M[7],22,0xfd469501) ;
FF(a,b,c,d,M[8],7,0x698098d8) ;
FF(d,a,b,c,M[9],12,0x8b44f7af) ;
FF(c,d,a,b,M[10],17,0xffff5bb1) ;
FF(b,c,d,a,M[11],22,0x895cd7be) ;
FF(a,b,c,d,M[12],7,0x6b901122) ;
FF(d,a,b,c,M[13],12,0xfd987193) ;
FF(c,d,a,b,M[14],17,0xa679438e) ;
FF(b,c,d,a,M[15],22,0x49b40821);
//傳說中對M[j]的第二輪循環
GG(a,b,c,d,M[1],5,0xf61e2562);
GG(d,a,b,c,M[6],9,0xc040b340);
GG(c,d,a,b,M[11],14,0x265e5a51);
GG(b,c,d,a,M[0],20,0xe9b6c7aa) ;
GG(a,b,c,d,M[5],5,0xd62f105d) ;
GG(d,a,b,c,M[10],9,0x02441453) ;
GG(c,d,a,b,M[15],14,0xd8a1e681);
GG(b,c,d,a,M[4],20,0xe7d3fbc8) ;
GG(a,b,c,d,M[9],5,0x21e1cde6) ;
GG(d,a,b,c,M[14],9,0xc33707d6) ;
GG(c,d,a,b,M[3],14,0xf4d50d87) ;
GG(b,c,d,a,M[8],20,0x455a14ed);
GG(a,b,c,d,M[13],5,0xa9e3e905);
GG(d,a,b,c,M[2],9,0xfcefa3f8) ;
GG(c,d,a,b,M[7],14,0x676f02d9) ;
GG(b,c,d,a,M[12],20,0x8d2a4c8a);
//傳說中對M[j]的第三輪循環
HH(a,b,c,d,M[5],4,0xfffa3942);
HH(d,a,b,c,M[8],11,0x8771f681);
HH(c,d,a,b,M[11],16,0x6d9d6122);
HH(b,c,d,a,M[14],23,0xfde5380c) ;
HH(a,b,c,d,M[1],4,0xa4beea44) ;
HH(d,a,b,c,M[4],11,0x4bdecfa9) ;
HH(c,d,a,b,M[7],16,0xf6bb4b60) ;
HH(b,c,d,a,M[10],23,0xbebfbc70);
HH(a,b,c,d,M[13],4,0x289b7ec6);
HH(d,a,b,c,M[0],11,0xeaa127fa);
HH(c,d,a,b,M[3],16,0xd4ef3085);
HH(b,c,d,a,M[6],23,0x04881d05);
HH(a,b,c,d,M[9],4,0xd9d4d039);
HH(d,a,b,c,M[12],11,0xe6db99e5);
HH(c,d,a,b,M[15],16,0x1fa27cf8) ;
HH(b,c,d,a,M[2],23,0xc4ac5665);
//傳說中對M[j]的第四輪循環
II(a,b,c,d,M[0],6,0xf4292244) ;
II(d,a,b,c,M[7],10,0x432aff97) ;
II(c,d,a,b,M[14],15,0xab9423a7);
II(b,c,d,a,M[5],21,0xfc93a039) ;
II(a,b,c,d,M[12],6,0x655b59c3) ;
II(d,a,b,c,M[3],10,0x8f0ccc92) ;
II(c,d,a,b,M[10],15,0xffeff47d);
II(b,c,d,a,M[1],21,0x85845dd1) ;
II(a,b,c,d,M[8],6,0x6fa87e4f) ;
II(d,a,b,c,M[15],10,0xfe2ce6e0);
II(c,d,a,b,M[6],15,0xa3014314) ;
II(b,c,d,a,M[13],21,0x4e0811a1);
II(a,b,c,d,M[4],6,0xf7537e82) ;
II(d,a,b,c,M[11],10,0xbd3af235);
II(c,d,a,b,M[2],15,0x2ad7d2bb);
II(b,c,d,a,M[9],21,0xeb86d391);
A += a;
B += b;
C += c;
D += d;
｝
步驟4：處理完所有的512位的分組後，得到一組新的A,B,C,D的值，將這些值按ABCD的順序級聯，然後輸出。這裏還要注意，輸出的MD5是按內存中數值的排列順序，所以我們要分別對A,B,C,D的值做一個小端規則的轉換。舉個例子：A有32位，分成4個字節A1A2A3A4。輸出A的時候，要這樣輸出：A4A3 A2A1。這樣就能輸出正確的MD5了。
下面貼出md5的代碼實現過程
#include <memory.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct
{
unsigned int count[2];
unsigned int state[4];
unsigned char buffer[64];
}MD5_CTX;
#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))
#define ROTATE_LEFT(x,n) ((x << n) | (x >> (32-n)))
#define FF(a,b,c,d,x,s,ac) \
{ \
a += F(b,c,d) + x + ac; \
a = ROTATE_LEFT(a,s); \
a += b; \
}
#define GG(a,b,c,d,x,s,ac) \
{ \
a += G(b,c,d) + x + ac; \
a = ROTATE_LEFT(a,s); \
a += b; \
}
#define HH(a,b,c,d,x,s,ac) \
{ \
a += H(b,c,d) + x + ac; \
a = ROTATE_LEFT(a,s); \
a += b; \
}
#define II(a,b,c,d,x,s,ac) \
{ \
a += I(b,c,d) + x + ac; \
a = ROTATE_LEFT(a,s); \
a += b; \
}
void MD5Init(MD5_CTX *context);
void MD5Update(MD5_CTX *context,unsigned char *input,unsigned int inputlen);
void MD5Final(MD5_CTX *context,unsigned char digest[16]);
void MD5Transform(unsigned int state[4],unsigned char block[64]);
void MD5Encode(unsigned char *output,unsigned int *input,unsigned int len);
void MD5Decode(unsigned int *output,unsigned char *input,unsigned int len);
unsigned char PADDING[]={0x80,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
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};
void MD5Init(MD5_CTX *context)
{
context->count[0] = 0;
context->count[1] = 0;
context->state[0] = 0x67452301;
context->state[1] = 0xEFCDAB89;
context->state[2] = 0x98BADCFE;
context->state[3] = 0x10325476;
}
void MD5Update(MD5_CTX *context,unsigned char *input,unsigned int inputlen)
{
unsigned int i = 0,index = 0,partlen = 0;
index = (context->count[0] >> 3) & 0x3F;
partlen = 64 - index;
context->count[0] += inputlen << 3;
if(context->count[0] < (inputlen << 3))
context->count[1]++;
context->count[1] += inputlen >> 29;
if(inputlen >= partlen){
memcpy(&context->buffer[index],input,partlen);
MD5Transform(context->state,context->buffer);
for(i = partlen;i+64 <= inputlen;i+=64)
MD5Transform(context->state,&input[i]);
index = 0;
}else {
i = 0;
}
memcpy(&context->buffer[index],&input[i],inputlen-i);
}
void MD5Final(MD5_CTX *context,unsigned char digest[16])
{
unsigned int index = 0,padlen = 0;
unsigned char bits[8];
index = (context->count[0] >> 3) & 0x3F;
padlen = (index < 56)?(56-index):(120-index);
MD5Encode(bits,context->count,8);
MD5Update(context,PADDING,padlen);
MD5Update(context,bits,8);
MD5Encode(digest,context->state,16);
}
void MD5Encode(unsigned char *output,unsigned int *input,unsigned int len)
{
unsigned int i = 0,j = 0;
while(j < len) {
output[j] = input[i] & 0xFF;
output[j+1] = (input[i] >> 8) & 0xFF;
output[j+2] = (input[i] >> 16) & 0xFF;
output[j+3] = (input[i] >> 24) & 0xFF;
i++;
j+=4;
}
}
void MD5Decode(unsigned int *output,unsigned char *input,unsigned int len)
{
unsigned int i = 0,j = 0;
while(j < len){
output[i] = (input[j]) |
(input[j+1] << 8) |
(input[j+2] << 16) |
(input[j+3] << 24);
i++;
j+=4;
}
}
void MD5Transform(unsigned int state[4],unsigned char block[64])
{
unsigned int a = state[0];
unsigned int b = state[1];
unsigned int c = state[2];
unsigned int d = state[3];
unsigned int x[64];
MD5Decode(x,block,64);
FF(a, b, c, d, x[ 0], 7, 0xd76aa478); /* 1 */
FF(d, a, b, c, x[ 1], 12, 0xe8c7b756); /* 2 */
FF(c, d, a, b, x[ 2], 17, 0x242070db); /* 3 */
FF(b, c, d, a, x[ 3], 22, 0xc1bdceee); /* 4 */
FF(a, b, c, d, x[ 4], 7, 0xf57c0faf); /* 5 */
FF(d, a, b, c, x[ 5], 12, 0x4787c62a); /* 6 */
FF(c, d, a, b, x[ 6], 17, 0xa8304613); /* 7 */
FF(b, c, d, a, x[ 7], 22, 0xfd469501); /* 8 */
FF(a, b, c, d, x[ 8], 7, 0x698098d8); /* 9 */
FF(d, a, b, c, x[ 9], 12, 0x8b44f7af); /* 10 */
FF(c, d, a, b, x[10], 17, 0xffff5bb1); /* 11 */
FF(b, c, d, a, x[11], 22, 0x895cd7be); /* 12 */
FF(a, b, c, d, x[12], 7, 0x6b901122); /* 13 */
FF(d, a, b, c, x[13], 12, 0xfd987193); /* 14 */
FF(c, d, a, b, x[14], 17, 0xa679438e); /* 15 */
FF(b, c, d, a, x[15], 22, 0x49b40821); /* 16 */
/* Round 2 */
GG(a, b, c, d, x[ 1], 5, 0xf61e2562); /* 17 */
GG(d, a, b, c, x[ 6], 9, 0xc040b340); /* 18 */
GG(c, d, a, b, x[11], 14, 0x265e5a51); /* 19 */
GG(b, c, d, a, x[ 0], 20, 0xe9b6c7aa); /* 20 */
GG(a, b, c, d, x[ 5], 5, 0xd62f105d); /* 21 */
GG(d, a, b, c, x[10], 9, 0x2441453); /* 22 */
GG(c, d, a, b, x[15], 14, 0xd8a1e681); /* 23 */
GG(b, c, d, a, x[ 4], 20, 0xe7d3fbc8); /* 24 */
GG(a, b, c, d, x[ 9], 5, 0x21e1cde6); /* 25 */
GG(d, a, b, c, x[14], 9, 0xc33707d6); /* 26 */
GG(c, d, a, b, x[ 3], 14, 0xf4d50d87); /* 27 */
GG(b, c, d, a, x[ 8], 20, 0x455a14ed); /* 28 */
GG(a, b, c, d, x[13], 5, 0xa9e3e905); /* 29 */
GG(d, a, b, c, x[ 2], 9, 0xfcefa3f8); /* 30 */
GG(c, d, a, b, x[ 7], 14, 0x676f02d9); /* 31 */
GG(b, c, d, a, x[12], 20, 0x8d2a4c8a); /* 32 */
/* Round 3 */
HH(a, b, c, d, x[ 5], 4, 0xfffa3942); /* 33 */
HH(d, a, b, c, x[ 8], 11, 0x8771f681); /* 34 */
HH(c, d, a, b, x[11], 16, 0x6d9d6122); /* 35 */
HH(b, c, d, a, x[14], 23, 0xfde5380c); /* 36 */
HH(a, b, c, d, x[ 1], 4, 0xa4beea44); /* 37 */
HH(d, a, b, c, x[ 4], 11, 0x4bdecfa9); /* 38 */
HH(c, d, a, b, x[ 7], 16, 0xf6bb4b60); /* 39 */
HH(b, c, d, a, x[10], 23, 0xbebfbc70); /* 40 */
HH(a, b, c, d, x[13], 4, 0x289b7ec6); /* 41 */
HH(d, a, b, c, x[ 0], 11, 0xeaa127fa); /* 42 */
HH(c, d, a, b, x[ 3], 16, 0xd4ef3085); /* 43 */
HH(b, c, d, a, x[ 6], 23, 0x4881d05); /* 44 */
HH(a, b, c, d, x[ 9], 4, 0xd9d4d039); /* 45 */
HH(d, a, b, c, x[12], 11, 0xe6db99e5); /* 46 */
HH(c, d, a, b, x[15], 16, 0x1fa27cf8); /* 47 */
HH(b, c, d, a, x[ 2], 23, 0xc4ac5665); /* 48 */
/* Round 4 */
II(a, b, c, d, x[ 0], 6, 0xf4292244); /* 49 */
II(d, a, b, c, x[ 7], 10, 0x432aff97); /* 50 */
II(c, d, a, b, x[14], 15, 0xab9423a7); /* 51 */
II(b, c, d, a, x[ 5], 21, 0xfc93a039); /* 52 */
II(a, b, c, d, x[12], 6, 0x655b59c3); /* 53 */
II(d, a, b, c, x[ 3], 10, 0x8f0ccc92); /* 54 */
II(c, d, a, b, x[10], 15, 0xffeff47d); /* 55 */
II(b, c, d, a, x[ 1], 21, 0x85845dd1); /* 56 */
II(a, b, c, d, x[ 8], 6, 0x6fa87e4f); /* 57 */
II(d, a, b, c, x[15], 10, 0xfe2ce6e0); /* 58 */
II(c, d, a, b, x[ 6], 15, 0xa3014314); /* 59 */
II(b, c, d, a, x[13], 21, 0x4e0811a1); /* 60 */
II(a, b, c, d, x[ 4], 6, 0xf7537e82); /* 61 */
II(d, a, b, c, x[11], 10, 0xbd3af235); /* 62 */
II(c, d, a, b, x[ 2], 15, 0x2ad7d2bb); /* 63 */
II(b, c, d, a, x[ 9], 21, 0xeb86d391); /* 64 */
state[0] += a;
state[1] += b;
state[2] += c;
state[3] += d;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
int i;
unsigned char encrypt[] ="admin";//21232f297a57a5a743894a0e4a801fc3
unsigned char decrypt[16];
MD5_CTX md5;
MD5Init(&md5);
MD5Update(&md5,encrypt,strlen((char *)encrypt));
MD5Final(&md5,decrypt);
printf("Before encryption:%s\nAfter encryption:",encrypt);
for(i=0;i<16;i++){
printf("%02x",decrypt[i]);
}
return 0;
}