MD5算法实验C++

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C语言实现MD5加密,竟如此简单!

C语言实现MD5加密,竟如此简单!

C语言实现MD5加密,竟如此简单!本文详细讲解视频已经上传到B站:https:///video/BV1uy4y1p7on/公众号后台回复【md5】即可获得本文所有源码。

一、摘要算法摘要算法又称哈希算法。

它表示输入任意长度的数据,输出固定长度的数据,它的主要特征是加密过程不需要密钥,并且经过加密的数据无法被解密。

目前可以被解密逆向的只有CRC32算法,只有输入相同的明文数据经过相同的消息摘要算法才能得到相同的密文。

消息摘要算法不存在密钥的管理与分发问题,适合于分布式网络上使用。

由于其加密计算的工作量相当巨大,所以以前的这种算法通常只用于数据量有限的情况下的加密。

消息摘要算法分为三类:•MD(Message Digest):消息摘要•SHA(Secure Hash Algorithm):安全散列•MAC(Message Authentication Code):消息认证码这三类算法的主要作用:验证数据的完整性二、MD5简介MD5即Message-Digest Algorithm 5(信息-摘要算法)。

属于摘要算法,是一个不可逆过程,就是无论多大数据,经过算法运算后都是生成固定长度的数据,结果使用16进制进行显示的128bit的二进制串。

通常表示为32个十六进制数连成的字符串。

MD5有什么用?用于确保信息传输完整一致。

是计算机广泛使用的杂凑算法之一(又译摘要算法、哈希算法),主流编程语言普遍已有MD5实现。

更多用在文档校验上,用来生成密钥检测文档是否被篡改。

三、在线MD5加密有很多在线进行MD5加密的网站,如下:/code/c26.html举例: 给字符串 12334567 加密成。

如图结果为:32135A337F8DC8E2BB9A9B80D86BDFD0 四、C语言实现MD5算法源文件如下:md5.h#ifndef MD5_H#define MD5_Htypedef 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,u nsigned 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 *inpu t,unsigned int len);#endifmd5.c#include <memory.h>#include 'md5.h'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,u nsigned 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 *inpu t,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;}五、MD5加密实例MD5加密步骤如下:1.定义MD5_CTX md5c;2.初始化/******************************************************** * 名称: MD5Init()* 功能: 初始化MD5结构体* 入口参数:context:要初始化的MD5结构体* 出口参数: 无*********************************************************/MD5Init(MD5_CTX *context);3.MD5值计算实现MD5值的计算及结构体的更新:/********************************************************** 名称: MD5Update()* 功能: 将要加密的信息传递给初始化过的MD5结构体,无返回值* 入口参数:context:初始化过了的MD5结构体input:需要加密的信息,可以任意长度inputLen:指定input的长度* 出口参数: 无*********************************************************/MD5Update(MD5_CTX *context,(unsigned char *)input,inpu tLen);4.输出转换/********************************************************** 名称: MD5Update()* 功能: 将加密结果存储到,无返回值* 入口参数:context:初始化过了的MD5结构体digest :加密过的结果* 出口参数: 无*********************************************************/MD5Final(MD5_CTX *context,unsigned char digest[16]);5.格式整理转换成32位的16进制字符串。

实验三 MD5算法的设计与实现

实验三 MD5算法的设计与实现

实验三MD5算法的设计与实现MD5算法及C++实现一、理论部分:1、预备知识1.1什么是数据校验通俗的说,就是为保证数据的完整性,用一种指定的算法对原始数据计算出的一个校验值。

接收方用同样的算法计算一次校验值,如果和随数据提供的校验值一样,就说明数据是完整的。

1.2最简单的检验实现方法:最简单的校验就是把原始数据和待比较数据直接进行比较,看是否完全一样这种方法是最安全最准确的。

同时也是效率最低的。

适用范围:简单的数据量极小的通讯。

应用例子:龙珠cpu在线调试工具bbug.exe。

它和龙珠cpu间通讯时,bbug发送一个字节cpu返回收到的字节,bbug确认是刚才发送字节后才继续发送下一个字节的。

1.3奇偶校验Parity Check实现方法:在数据存储和传输中,字节中额外增加一个比特位,用来检验错误。

校验位可以通过数据位异或计算出来。

应用例子:单片机串口通讯有一模式就是8位数据通讯,另加第9位用于放校验值。

1.4 bcc异或校验法(block check character)实现方法:很多基于串口的通讯都用这种既简单又相当准确的方法。

它就是把所有数据都和一个指定的初始值(通常是0)异或一次,最后的结果就是校验值,通常把她附在通讯数据的最后一起发送出去。

接收方收到数据后自己也计算一次异或和校验值,如果和收到的校验值一致就说明收到的数据是完整的。

校验值计算的代码类似于:unsigned uCRC=0;//校验初始值for(int i=0;i<DataLenth;i++) uCRC^=Data[i];适用范围:适用于大多数要求不高的数据通讯。

应用例子:ic卡接口通讯、很多单片机系统的串口通讯都使用。

1.5 crc循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check)实现方法:这是利用除法及余数的原理来进行错误检测的.将接收到的码组进行除法运算,如果除尽,则说明传输无误;如果未除尽,则表明传输出现差错。

md5 算法分片计算 c语言

md5 算法分片计算 c语言

md5 算法分片计算 c语言MD5算法是一种广泛使用的哈希函数,它可以将任意长度的消息作为输入,产生一个128位(16字节)的哈希值作为输出。

在C 语言中,我们可以使用MD5算法对数据进行分片计算,以下是一个简单的示例:c.#include <stdio.h>。

#include <string.h>。

#include <openssl/md5.h>。

void calculate_md5(const char data, size_t data_len, unsigned char md5_sum) {。

MD5_CTX context;MD5_Init(&context);MD5_Update(&context, data, data_len);MD5_Final(md5_sum, &context);}。

int main() {。

const char data = "Hello, MD5!";unsigned char md5_sum[MD5_DIGEST_LENGTH];calculate_md5(data, strlen(data), md5_sum);printf("MD5 sum: ");for (int i = 0; i < MD5_DIGEST_LENGTH; i++) {。

printf("%02x", md5_sum[i]);}。

printf("\n");return 0;}。

在这个示例中,我们使用了OpenSSL库中提供的MD5函数来计算MD5哈希值。

首先,我们定义了一个`calculate_md5`函数,它接受输入数据、数据长度和一个指向存储MD5哈希值的缓冲区的指针。

然后,在`main`函数中,我们调用`calculate_md5`函数来计算给定数据的MD5哈希值,并打印输出结果。

MD5实验报告(word文档良心出品)

MD5实验报告(word文档良心出品)

一、MD5算法描述MD5算法是计算机安全领域广泛使用的一种散列算法之一,用以提供消息的完整性保护。

本次实验中,对于输入的任意长度的一段数据,输出唯一固定的128位MD5散列值。

MD噂法分为以下步骤:1 、初始化(填充)首先对于任意长度的消息,将其按照512 位进行分组,为保证每个分组都是512 位,需要对消息进行填充。

填充方法是先在消息末尾填一个1,再在后面填若干个0,使其长度I恰好满足I=448(mod512),然后在其后附加上64 位的(填充前)消息长度, 确保不同的消息在填充后不相同消息在填充后不相同。

其次将每个分组512 位的数据划分为16个32 位的子分组,在实现过程中,将其表示为16 个32 位整数进行运算。

初始化四个32 位链接变量为:A=0x67452301B=0xefcdab89C=0x98badcfeD=0x103254762、单步操作与主循环MD5共分为4轮,每轮进行16步单步操作,MD5的单步操作如下其中,g k (k=0,123)是每次运算中用到的非线性函数(每轮一个),用C 语言定义如下^define gO(b> c,. d) ((b&c) (、b 赴d))ftdefine gl (b, c> d) ((b&d) )ffdef ine g2(b, c f d) (b e d) tfdef ine g3(b, c f d) (c (b d))数据块X[ d(i)]来自于初始化中分好的16个32位数据分组,根据循环 步数按以下置换函数选取(i 表示循环的第i 步)T i 是一些随机数序列,T i 的值如下(按顺序选取)Pdefine rO(i)#define rl (i)Sdefine r2(i)Sdefine r3 (i)(i%16) <(l+5*i)%16) ((5+3*i)%16) <(7*i)%16)unsigned int T .64.=:0xd76aa478;0xe8c7b756?Ox242070dL Oxclbdce-ee,0xf57c0faf,0x4787c62a T0xa8304613:0xfd469501? 0x698098d8,0x8b44f7af7OxffffSbbl. 0x895cd7te7 0x6b90U22f0xfd987193,0x3679438^ 0x49b40821, Ch<f61u2562, OxcO4Ob34O, 0x265e5a51?Oxe^GcTaa, 0xd62fl05d. 0x02141453, 0xd8ale68L?0xe7d3fbc8?Ox21.elcde6, 0xc337O7d6T0xf4d50d87r0x455al4ed f0^a9e3e905,OxfcefaofS, 0x676f02d9. 0x8d2a4c8a, 0xfffa3942,0x8771f681, 0x6旳d6122, 0xfM538(k, 0xa4beea44:0x4bdecfa9?0xf6bb4b60?Oxbebfbc7O? 0x289b7ec6:0xeaaI27£a T0s64ef3085:0x04851 dO5? 0xd9d4d039, 0xe6db99e5?DxlfaSycfS, 0xc4ac566570xf4292244?0x432aff97I0xab9423a7J0xfc93a039, 0x655b59c3,0x8f0ccc92, Oxffeff47d. 0x85845ddl? 0x6faS7e4f, 0xfe2ce6e0,0xa3014314?Ox4eO811al, Oxf7537eS2. 0xbd3af2o570x2ad7d2bb.0xeb86d391?};vv<S i表示循环左移S i位,S i的数值如下(按顺序选取)unsigned int S[64]={7,12417, 22, 7,12f17f 22, 7, 12,17, 22t 1, 12,17t 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, 6F10,15, 21, 6, 10, 15, 21};因此,MD5主要的一个单步操作可以表示为a =b ((a f(b,c,d) T[i] X[J(i)])尺S[i])每轮16步结束后的4个32位数作为下一轮的输入继续循环束后的输入再加上初始值即得到最终结果128位的散列值' 循环如下图四轮结64步主A| B| C| Bjn 彳第1轮16步便用卧P Q; 电 B ] cl 叫+1第2轮"步便用驻Pl |A| Bl C| D| "■►f 第3轮16步便用知pt1 ~Al Bl Cl Dl ~程序验证为了验证程序的正确性,我们通过查找 Wikipedia 上使用的3个 测试向量来进行测试,测试向量如下:ND5(*The quick bxown fox jumps over the lazy dog")=9e 107d9d372bb6326b d8Id3542a419d6KD5 (*The quick brown fos jumps over the lazy dog- ■*)= edd909c290dOfb IcaOGSff addf 2 2cbdOMD5(^)=d41J8cd98f0Ob204e980O99SecfS427e运行程序,得到的结果如下:X * - ■ <■>第4轮"步使用g 尹P3v ! I ! I 1 + 模屮加C ^D 工cyniF可以看到,实验结果与测试向量相同,验证了程序的正确性。

MD5算法实验报告

MD5算法实验报告

MD5算法实验报告实验报告:MD5算法的原理与应用一、实验目的本实验旨在通过研究MD5(Message-Digest Algorithm 5)算法的原理和应用,了解其工作原理和实现过程,并掌握其具体应用技巧。

二、实验内容1.了解MD5算法的基本原理和特点;2.分析MD5算法的具体实现过程;3.实现一个简单的MD5加密程序,并进行测试;4.掌握MD5算法的应用技巧。

三、实验原理1. 输入任意长度的数据,输出固定长度的Hash值,通常为128位;2. 安全性较高,Hash值的变化能较好地反映原始数据的变化;3. 不可逆性:无法通过Hash值反推出原始数据;4. Hash值相同的概率很低,冲突概率较小。

1.数据填充:对输入数据进行填充,使其长度满足一定要求;2.划分数据:将填充后的数据划分为多个512位的数据块;3.初始化变量:设置四个32位的变量,作为初始值;4.处理数据块:对每个数据块进行处理,分为四轮,每轮包括四个步骤,即置换、模运算、加法和循环左移操作。

5. 输出结果:将四个32位变量连接起来,即得到最终的128位Hash值。

四、实验过程1.学习MD5算法的原理和实现细节;2. 使用Python编程语言实现一个简单的MD5加密程序,并进行测试。

实验代码如下:```import hashlibdef md5_encrypt(source):md5 = hashlib.md5md5.update(source.encode('utf-8'))return md5.hexdigestif __name__ == '__main__':source_str = input("请输入要加密的字符串:")encrypted_str = md5_encrypt(source_str)print("加密后的字符串为:", encrypted_str)```五、实验结果与分析通过上述实验代码,可以输入一个字符串,程序将会对该字符串进行MD5加密,并将加密结果输出。

MD5加密算法-c源代码

MD5加密算法-c源代码
context->count[1]++;
context->count[1] += ((UINT4)inputLen >> 29);
/*计算已有的字节数长度还差多少字节可以凑成64的整倍数*/
partLen = 64 - index;
/* Transform as many times as possible.
static void Decode(UINT4 *, unsigned char *, unsigned int);
/*
用于bits填充的缓冲区,为什么要64个字节呢?因为当欲加密的信息的bits数被512除其余数为448时,
需要填充的bits的最大值为512=64*8。
*/
static unsigned char PADDING[64] = {
转换结果保存到context->state中
*/
for(i = partLen; i + 63 < inputLen; i += 64)/*把i+63<inputlen改为i+64<=inputlen更容易理解*/
MD5Transform(context->state, &input[i]);
index = 0;
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

MD5加密C语言实现

MD5加密C语言实现

MD5加密C语言实现MD5 (Message Digest Algorithm 5) 是一种常用的密码散列函数,用于将数据加密为128位长度的摘要。

在C语言中,可以通过一系列步骤来实现MD5加密算法。

1.准备工作:首先需要包含一些C标准头文件和预定义常量。

在C语言中,可以使用以下代码来实现:```c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <stdint.h>#define HASH_LENGTH 16```2.定义数据结构:MD5算法涉及到一个64字节的消息块和一个4字节的消息摘要块。

在C语言中,可以使用以下代码来定义这些结构:```ctypedef structuint8_t data[64];uint32_t datalen;uint32_t bitlen[2];uint32_t state[4];}MD5_CTX;typedef uint8_t (*hash_function)(uint8_t *);```3.定义常量和函数:MD5算法使用到一些常量和函数。

在C语言中,可以使用以下代码来定义这些常量和函数:```cconst uint32_t k[64] =// more constants ...};const uint32_t r[64] =7,12,17,22,7,12,17,22,// more constants ...};void md5_transform(MD5_CTX *ctx, uint8_t data[]);void md5_init(MD5_CTX *ctx)ctx->datalen = 0;ctx->bitlen[0] = 0;ctx->bitlen[1] = 0;ctx->state[1] = 0xEFCDAB89;ctx->state[2] = 0x98BADCFE;void md5_update(MD5_CTX *ctx, uint8_t data[], uint32_t len) for (uint32_t i = 0; i < len; i++)ctx->data[ctx->datalen] = data[i];ctx->datalen++;if (ctx->datalen == 64)md5_transform(ctx, ctx->data);ctx->bitlen[0] += 512;ctx->bitlen[1] += (ctx->bitlen[0] < 512);ctx->datalen = 0;}}void md5_final(MD5_CTX *ctx, uint8_t hash[])uint32_t i = ctx->datalen;if (ctx->datalen < 56)ctx->data[i++] = 0x80;while (i < 56)ctx->data[i++] = 0x00;}} elsectx->data[i++] = 0x80;while (i < 64)ctx->data[i++] = 0x00;}md5_transform(ctx, ctx->data);memset(ctx->data, 0, 56);}ctx->bitlen[0] += ctx->datalen * 8;ctx->bitlen[1] += (ctx->bitlen[0] < ctx->datalen * 8); ctx->data[63] = ctx->bitlen[0] & 0xff;ctx->data[62] = (ctx->bitlen[0] >> 8) & 0xff;ctx->data[61] = (ctx->bitlen[0] >> 16) & 0xff;ctx->data[60] = (ctx->bitlen[0] >> 24) & 0xff;ctx->data[59] = ctx->bitlen[1] & 0xff;ctx->data[58] = (ctx->bitlen[1] >> 8) & 0xff;ctx->data[57] = (ctx->bitlen[1] >> 16) & 0xff;ctx->data[56] = (ctx->bitlen[1] >> 24) & 0xff;md5_transform(ctx, ctx->data);for (i = 0; i < 4; i++)hash[i] = (ctx->state[0] >> (i * 8)) & 0xff;hash[i + 4] = (ctx->state[1] >> (i * 8)) & 0xff;hash[i + 8] = (ctx->state[2] >> (i * 8)) & 0xff;hash[i + 12] = (ctx->state[3] >> (i * 8)) & 0xff;}void md5_transform(MD5_CTX *ctx, uint8_t data[])uint32_t a, b, c, d, f, g, temp;uint32_t m[16], i, j;for (i = 0, j = 0; i < 16; i++, j += 4)m[i] = (data[j]) + (data[j + 1] << 8) + (data[j + 2] << 16) + (data[j + 3] << 24);}a = ctx->state[0];b = ctx->state[1];c = ctx->state[2];d = ctx->state[3];for (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;} elsef=c^(b,(~d));g=(7*i)%16;}temp = d;d=c;c=b;b = b + leftrotate((a + f + k[i] + m[g]), r[i]);a = temp;}ctx->state[0] += a;ctx->state[1] += b;ctx->state[2] += c;ctx->state[3] += d;```4.实现加密函数:最后,可以编写一个简单的调用MD5算法的加密函数。

C语言实现MD5算法

C语言实现MD5算法

C语言实现MD5算法MD5(Message-Digest Algorithm 5)是一种常用的哈希函数算法,广泛用于验证数据完整性、密码存储和数字证书等领域。

下面是使用C语言实现MD5算法的代码。

这段代码包含了MD5算法的各个步骤,包括初始化MD5结构体、填充数据、更新状态、计算摘要等。

```c#include <stdio.h>#include <stdint.h>#include <string.h>//定义MD5常量#define B 0xEFCDAB89#define C 0x98BADCFE//循环左移宏定义#define LEFT_ROTATE(x, n) (((x) << (n)) , ((x) >> (32-(n)))) //填充消息void padMessage(uint8_t *message, uint32_t length)//计算需要填充的字节数uint32_t padLength = (length % sizeof(uint32_t) == 56) ? 64 : 56;padLength = padLength - (length % sizeof(uint32_t));//填充1位1message[length++] = 0x80;//填充0位for (uint32_t i = 0; i < padLength; i++) message[length++] = 0x00;}//在消息末尾添加原始消息的长度(以位表示)for (uint32_t i = 0; i < sizeof(uint32_t); i++) message[length++] = (length << 3) >> (i * 8); }//初始化MD5结构体void initMD5(uint32_t *state)state[0] = A;state[1] = B;state[2] = C;state[3] = D;//更新状态void updateState(uint32_t *state, uint32_t *M)uint32_t A = state[0], B = state[1], C = state[2], D = state[3];//定义MD5循环运算函数#define MD5_FUNCTION(a, b, c, d, k, s, i) \a=b+LEFT_ROTATE((a+F(b,c,d)+M[k]+T[i]),s)//迭代压缩消息MD5_FUNCTION(A,B,C,D,0,7,1);MD5_FUNCTION(D,A,B,C,1,12,2);MD5_FUNCTION(C,D,A,B,2,17,3);MD5_FUNCTION(B,C,D,A,3,22,4);MD5_FUNCTION(A,B,C,D,4,7,5);MD5_FUNCTION(D,A,B,C,5,12,6);MD5_FUNCTION(C,D,A,B,6,17,7);MD5_FUNCTION(B,C,D,A,7,22,8);MD5_FUNCTION(A,B,C,D,8,7,9);MD5_FUNCTION(D,A,B,C,9,12,10);MD5_FUNCTION(C,D,A,B,10,17,11);MD5_FUNCTION(B,C,D,A,11,22,12);MD5_FUNCTION(A,B,C,D,12,7,13);MD5_FUNCTION(C,D,A,B,14,17,15); MD5_FUNCTION(B,C,D,A,15,22,16); MD5_FUNCTION(A,B,C,D,1,5,17); MD5_FUNCTION(D,A,B,C,6,9,18); MD5_FUNCTION(C,D,A,B,11,14,19); MD5_FUNCTION(B,C,D,A,0,20,20); MD5_FUNCTION(A,B,C,D,5,5,21); MD5_FUNCTION(D,A,B,C,10,9,22); MD5_FUNCTION(C,D,A,B,15,14,23); MD5_FUNCTION(B,C,D,A,4,20,24); MD5_FUNCTION(A,B,C,D,9,5,25); MD5_FUNCTION(D,A,B,C,14,9,26); MD5_FUNCTION(C,D,A,B,3,14,27); MD5_FUNCTION(B,C,D,A,8,20,28); MD5_FUNCTION(A,B,C,D,13,5,29); MD5_FUNCTION(D,A,B,C,2,9,30); MD5_FUNCTION(C,D,A,B,7,14,31); MD5_FUNCTION(B,C,D,A,12,20,32);MD5_FUNCTION(D,A,B,C,8,11,34); MD5_FUNCTION(C,D,A,B,11,16,35); MD5_FUNCTION(B,C,D,A,14,23,36); MD5_FUNCTION(A,B,C,D,1,4,37); MD5_FUNCTION(D,A,B,C,4,11,38); MD5_FUNCTION(C,D,A,B,7,16,39); MD5_FUNCTION(B,C,D,A,10,23,40); MD5_FUNCTION(A,B,C,D,13,4,41); MD5_FUNCTION(D,A,B,C,0,11,42); MD5_FUNCTION(C,D,A,B,3,16,43); MD5_FUNCTION(B,C,D,A,6,23,44); MD5_FUNCTION(A,B,C,D,9,4,45); MD5_FUNCTION(D,A,B,C,12,11,46); MD5_FUNCTION(C,D,A,B,15,16,47); MD5_FUNCTION(B,C,D,A,2,23,48); MD5_FUNCTION(A,B,C,D,0,6,49); MD5_FUNCTION(D,A,B,C,7,10,50); MD5_FUNCTION(C,D,A,B,14,15,51);MD5_FUNCTION(A,B,C,D,12,6,53); MD5_FUNCTION(D,A,B,C,3,10,54); MD5_FUNCTION(C,D,A,B,10,15,55); MD5_FUNCTION(B,C,D,A,1,21,56); MD5_FUNCTION(A,B,C,D,8,6,57); MD5_FUNCTION(D,A,B,C,15,10,58); MD5_FUNCTION(C,D,A,B,6,15,59); MD5_FUNCTION(B,C,D,A,13,21,60); MD5_FUNCTION(A,B,C,D,4,6,61); MD5_FUNCTION(D,A,B,C,11,10,62); MD5_FUNCTION(C,D,A,B,2,15,63); MD5_FUNCTION(B,C,D,A,9,21,64); #undef MD5_FUNCTION//更新状态state[0] += A;state[1] += B;state[2] += C;state[3] += D;//计算MD5摘要void md5(uint8_t *message, uint32_t length, uint32_t *digest) //初始化MD5结构体uint32_t state[4];initMD5(state);//填充消息padMessage(message, length);//计算消息分组数量uint32_t numOfBlocks = length / 64;//处理每个分组for (uint32_t i = 0; i < numOfBlocks; i++)uint32_t M[16];memcpy(M, message + (i * 64), 64);//更新状态updateState(state, M);}//获取MD5摘要memcpy(digest, state, 16);int mai//测试用例uint8_t message[] = "Hello, MD5!";uint32_t length = sizeof(message) - 1;//计算MD5摘要uint32_t digest[4];md5(message, length, digest);//输出摘要printf("MD5 Digest: ");for (int i = 0; i < 4; i++)printf("%02x", ((uint8_t*)digest)[i]);}printf("\n");return 0;```以上是使用C语言实现MD5算法的代码。

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一、实验目的验证MD5加密算法,了解加密过程。

二、实验环境软件工具:Visual C++ 6.0操作系统:windows xp三、实验思想对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,使其位长对512求余的结果等于448。

因此,信息的位长(Bits Length)将被扩展至N*512+448,N为一个非负整数,N可以是零。

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,现在的信息的位长=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=0x67452301,B=0xefcdab89,C=0x98badcfe,D=0x10325476。

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。

再将所得结果向左环移一个不定的数,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。

四、实验数据(源代码)#include "global.h"#include "md5.h"/* Constants for MD5Transform routine.*/#define S11 7#define S12 12#define S13 17#define S14 22#define S21 5#define S22 9#define S23 14#define S24 20#define S31 4#define S32 11#define S33 16#define S34 23#define S41 6#define S42 10#define S43 15#define S44 21static void MD5Transform PROTO_LIST ((UINT4 [4], unsigned char [64])); static void Encode PROTO_LIST((unsigned char *, UINT4 *, unsigned int));static void Decode PROTO_LIST((UINT4 *, unsigned char *, unsigned int));static void MD5_memcpy PROTO_LIST ((POINTER, POINTER, unsigned int)); static void MD5_memset PROTO_LIST ((POINTER, int, unsigned int));static unsigned char PADDING[64] = {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};/* F, G, H and I are basic MD5 functions.*/#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)))/* ROTATE_LEFT rotates x left n bits.*/#define ROTATE_LEFT(x, n) (((x) << (n)) | ((x) >> (32-(n))))/* FF, GG, HH, and II transformations for rounds 1, 2, 3, and 4.Rotation is separate from addition to prevent recomputation.*/#define FF(a, b, c, d, x, s, ac) { \(a) += F ((b), (c), (d)) + (x) + (UINT4)(ac); \(a) = ROTATE_LEFT ((a), (s)); \(a) += (b); \}#define GG(a, b, c, d, x, s, ac) { \(a) += G ((b), (c), (d)) + (x) + (UINT4)(ac); \(a) = ROTATE_LEFT ((a), (s)); \(a) += (b); \}#define HH(a, b, c, d, x, s, ac) { \(a) += H ((b), (c), (d)) + (x) + (UINT4)(ac); \(a) = ROTATE_LEFT ((a), (s)); \(a) += (b); \}#define II(a, b, c, d, x, s, ac) { \(a) += I ((b), (c), (d)) + (x) + (UINT4)(ac); \(a) = ROTATE_LEFT ((a), (s)); \(a) += (b); \}/* MD5 initialization. Begins an MD5 operation, writing a new context.*/void MD5Init (context)MD5_CTX *context; /* context */ {context->count[0] = context->count[1] = 0;/* Load magic initialization constants.*/context->state[0] = 0x67452301;context->state[1] = 0xefcdab89;context->state[2] = 0x98badcfe;context->state[3] = 0x10325476;}/* MD5 block update operation. Continues an MD5 message-digestoperation, processing another message block, and updating thecontext.*/void MD5Update (context, input, inputLen)MD5_CTX *context; /* context */ unsigned char *input; /* input block */ unsigned int inputLen; /* length of input block */{unsigned int i, index, partLen;/* Compute number of bytes mod 64 */index = (unsigned int)((context->count[0] >> 3) & 0x3F);/* Update number of bits */if ((context->count[0] += ((UINT4)inputLen << 3))< ((UINT4)inputLen << 3))context->count[1]++;context->count[1] += ((UINT4)inputLen >> 29);partLen = 64 - index;/* Transform as many times as possible.*/if (inputLen >= partLen) {MD5_memcpy((POINTER)&context->buffer[index], (POINTER)input, partLen);MD5Transform (context->state, context->buffer);for (i = partLen; i + 63 < inputLen; i += 64)MD5Transform (context->state, &input[i]);index = 0;}elsei = 0;/* Buffer remaining input */MD5_memcpy((POINTER)&context->buffer[index], (POINTER)&input[i],inputLen-i);}/* MD5 finalization. Ends an MD5 message-digest operation, writing thethe message digest and zeroizing the context.*/void MD5Final (digest, context)unsigned char digest[16]; /* message digest */MD5_CTX *context; /* context */ {unsigned char bits[8];unsigned int index, padLen;/* Save number of bits */Encode (bits, context->count, 8);/* Pad out to 56 mod 64.*/index = (unsigned int)((context->count[0] >> 3) & 0x3f);padLen = (index < 56) ? (56 - index) : (120 - index);MD5Update (context, PADDING, padLen);/* Append length (before padding) */MD5Update (context, bits, 8);/* Store state in digest */Encode (digest, context->state, 16);/* Zeroize sensitive information.*/MD5_memset ((POINTER)context, 0, sizeof (*context));}/* MD5 basic transformation. Transforms state based on block.*/static void MD5Transform (state, block)UINT4 state[4];unsigned char block[64];{UINT4 a = state[0], b = state[1], c = state[2], d = state[3], x[16];Decode (x, block, 64);/* Round 1 */FF (a, b, c, d, x[ 0], S11, 0xd76aa478); /* 1 */FF (d, a, b, c, x[ 1], S12, 0xe8c7b756); /* 2 */FF (c, d, a, b, x[ 2], S13, 0x242070db); /* 3 */FF (b, c, d, a, x[ 3], S14, 0xc1bdceee); /* 4 */FF (a, b, c, d, x[ 4], S11, 0xf57c0faf); /* 5 */FF (c, d, a, b, x[ 6], S13, 0xa8304613); /* 7 */ FF (b, c, d, a, x[ 7], S14, 0xfd469501); /* 8 */ FF (a, b, c, d, x[ 8], S11, 0x698098d8); /* 9 */ FF (d, a, b, c, x[ 9], S12, 0x8b44f7af); /* 10 */ FF (c, d, a, b, x[10], S13, 0xffff5bb1); /* 11 */ FF (b, c, d, a, x[11], S14, 0x895cd7be); /* 12 */ FF (a, b, c, d, x[12], S11, 0x6b901122); /* 13 */ FF (d, a, b, c, x[13], S12, 0xfd987193); /* 14 */ FF (c, d, a, b, x[14], S13, 0xa679438e); /* 15 */ FF (b, c, d, a, x[15], S14, 0x49b40821); /* 16 */ /* Round 2 */GG (a, b, c, d, x[ 1], S21, 0xf61e2562); /* 17 */ GG (d, a, b, c, x[ 6], S22, 0xc040b340); /* 18 */ GG (c, d, a, b, x[11], S23, 0x265e5a51); /* 19 */ GG (b, c, d, a, x[ 0], S24, 0xe9b6c7aa); /* 20 */ GG (a, b, c, d, x[ 5], S21, 0xd62f105d); /* 21 */ GG (d, a, b, c, x[10], S22, 0x2441453); /* 22 */ GG (c, d, a, b, x[15], S23, 0xd8a1e681); /* 23 */ GG (b, c, d, a, x[ 4], S24, 0xe7d3fbc8); /* 24 */ GG (a, b, c, d, x[ 9], S21, 0x21e1cde6); /* 25 */ GG (d, a, b, c, x[14], S22, 0xc33707d6); /* 26 */ GG (c, d, a, b, x[ 3], S23, 0xf4d50d87); /* 27 */ GG (b, c, d, a, x[ 8], S24, 0x455a14ed); /* 28 */ GG (a, b, c, d, x[13], S21, 0xa9e3e905); /* 29 */ GG (d, a, b, c, x[ 2], S22, 0xfcefa3f8); /* 30 */ GG (c, d, a, b, x[ 7], S23, 0x676f02d9); /* 31 */ GG (b, c, d, a, x[12], S24, 0x8d2a4c8a); /* 32 */ /* Round 3 */HH (a, b, c, d, x[ 5], S31, 0xfffa3942); /* 33 */ HH (d, a, b, c, x[ 8], S32, 0x8771f681); /* 34 */ HH (c, d, a, b, x[11], S33, 0x6d9d6122); /* 35 */ HH (b, c, d, a, x[14], S34, 0xfde5380c); /* 36 */ HH (a, b, c, d, x[ 1], S31, 0xa4beea44); /* 37 */ HH (d, a, b, c, x[ 4], S32, 0x4bdecfa9); /* 38 */ HH (c, d, a, b, x[ 7], S33, 0xf6bb4b60); /* 39 */ HH (b, c, d, a, x[10], S34, 0xbebfbc70); /* 40 */ HH (a, b, c, d, x[13], S31, 0x289b7ec6); /* 41 */ HH (d, a, b, c, x[ 0], S32, 0xeaa127fa); /* 42 */ HH (c, d, a, b, x[ 3], S33, 0xd4ef3085); /* 43 */ HH (b, c, d, a, x[ 6], S34, 0x4881d05); /* 44 */ HH (a, b, c, d, x[ 9], S31, 0xd9d4d039); /* 45 */ HH (d, a, b, c, x[12], S32, 0xe6db99e5); /* 46 */ HH (c, d, a, b, x[15], S33, 0x1fa27cf8); /* 47 *//* Round 4 */II (a, b, c, d, x[ 0], S41, 0xf4292244); /* 49 */II (d, a, b, c, x[ 7], S42, 0x432aff97); /* 50 */II (c, d, a, b, x[14], S43, 0xab9423a7); /* 51 */II (b, c, d, a, x[ 5], S44, 0xfc93a039); /* 52 */II (a, b, c, d, x[12], S41, 0x655b59c3); /* 53 */II (d, a, b, c, x[ 3], S42, 0x8f0ccc92); /* 54 */II (c, d, a, b, x[10], S43, 0xffeff47d); /* 55 */II (b, c, d, a, x[ 1], S44, 0x85845dd1); /* 56 */II (a, b, c, d, x[ 8], S41, 0x6fa87e4f); /* 57 */II (d, a, b, c, x[15], S42, 0xfe2ce6e0); /* 58 */II (c, d, a, b, x[ 6], S43, 0xa3014314); /* 59 */II (b, c, d, a, x[13], S44, 0x4e0811a1); /* 60 */II (a, b, c, d, x[ 4], S41, 0xf7537e82); /* 61 */II (d, a, b, c, x[11], S42, 0xbd3af235); /* 62 */II (c, d, a, b, x[ 2], S43, 0x2ad7d2bb); /* 63 */II (b, c, d, a, x[ 9], S44, 0xeb86d391); /* 64 */state[0] += a;state[1] += b;state[2] += c;state[3] += d;/* Zeroize sensitive information.*/MD5_memset ((POINTER)x, 0, sizeof (x));}/* Encodes input (UINT4) into output (unsigned char). Assumes len is a multiple of 4.*/static void Encode (output, input, len)unsigned char *output;UINT4 *input;unsigned int len;{unsigned int i, j;for (i = 0, j = 0; j < len; i++, j += 4) {output[j] = (unsigned char)(input[i] & 0xff);output[j+1] = (unsigned char)((input[i] >> 8) & 0xff);output[j+2] = (unsigned char)((input[i] >> 16) & 0xff);output[j+3] = (unsigned char)((input[i] >> 24) & 0xff);}}/* Decodes input (unsigned char) into output (UINT4). Assumes len is a multiple of 4.*/static void Decode (output, input, len)UINT4 *output;unsigned char *input;unsigned int len;{unsigned int i, j;for (i = 0, j = 0; j < len; i++, j += 4)output[i] = ((UINT4)input[j]) | (((UINT4)input[j+1]) << 8) |(((UINT4)input[j+2]) << 16) | (((UINT4)input[j+3]) << 24);}/* Note: Replace "for loop" with standard memcpy if possible.*/static void MD5_memcpy (output, input, len)POINTER output;POINTER input;unsigned int len;{unsigned int i;for (i = 0; i < len; i++)output[i] = input[i];}/* Note: Replace "for loop" with standard memset if possible.*/static void MD5_memset (output, value, len)POINTER output;int value;unsigned int len;{unsigned int i;for (i = 0; i < len; i++)((char *)output)[i] = (char)value;}五、实验心得通过这次实验了解到哈希函数的特点:压缩性、容易计算、抗修改性、弱抗碰撞、强抗碰撞。

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