2024年5月31日发(作者：)

MD5加密概述原理以及实现

MD5（Message Digest Algorithm 5）是一种常用的哈希函数，用于

将任意长度的数据转换为固定长度的哈希值。在网络传输和数据存储中，

MD5广泛用于校验数据完整性，验证密码以及防止篡改等场景。

1.哈希值固定长度：无论输入数据的长度是多少，MD5算法生成的哈

希值都是128位（16字节）的二进制数字。

2.唯一性：在理论上，MD5生成的哈希值应该是唯一的。也就是说，

不同的输入数据生成的哈希值不会相同。

3.不可逆性：MD5是一种单向函数，即无法通过从哈希值反向推导出

原始数据。只能通过对比不同数据的哈希值来判断其是否相同。

MD5算法的实现过程可以分为以下几个步骤：

1.填充数据：将输入数据按字节切分成512位的数据段，并在数据段

末尾填充一定数量的0，使其长度能被512整除。

2.初始化缓冲区：定义四个32位的缓冲区（A、B、C、D），作为算

法计算的中间结果。

3.处理数据段：对每个数据段进行相同的处理流程，包括四轮的循环

压缩和变换操作。

4.输出结果：将最后一次处理后的缓冲区内容按顺序连接起来，形成

128位的MD5哈希值。

具体的实现细节如下：

1.填充数据：如果输入数据的长度不能被512整除，就在末尾填充一

个1和若干个0，使得填充后的长度满足对512取余等于448、之后，再

在末尾追加64位的原始数据长度，以二进制形式表示。

2.初始化缓冲区：将四个32位的缓冲区(A、B、C、D)初始化为固定

的初始值。

3.处理数据段：将每个数据段分为16个32位的子块，对每个子块进

行以下四轮的循环压缩和变换操作。

-第一轮循环：通过对字节数组进行位运算，将每个子块与缓冲区中

的四个值进行一系列的逻辑运算，然后更新缓冲区的值。

-第二轮循环：将第一轮循环得到的缓冲区值重新排列并加上一个常

量，然后再进行一系列的逻辑运算。

-第三轮循环：将第二轮循环得到的缓冲区值再次进行一系列的逻辑

运算。

-第四轮循环：将第三轮循环得到的缓冲区值再次进行一系列的逻辑

运算。

4.输出结果：将最后一次处理后的缓冲区内容按顺序连接起来，形成

128位的MD5哈希值。

总结：MD5加密算法是一种常用的哈希函数，通过将输入数据转换为

固定长度的哈希值，实现数据的完整性校验和密码保护。尽管MD5算法在

实际应用中存在一些安全性问题，但它仍然广泛应用于文件校验、密码存

储等领域。