一文告訴你C語言如何實現(xiàn)MD5加密
一、摘要算法
摘要算法又稱哈希算法。
它表示輸入任意長度的數(shù)據(jù),輸出固定長度的數(shù)據(jù),它的主要特征是加密過程不需要密鑰,并且經(jīng)過加密的數(shù)據(jù)無法被解密。
目前可以被解密逆向的只有CRC32算法,只有輸入相同的明文數(shù)據(jù)經(jīng)過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鑰的管理與分發(fā)問題,適合于分布式網(wǎng)絡(luò)上使用。由于其加密計算的工作量相當巨大,所以以前的這種算法通常只用于數(shù)據(jù)量有限的情況下的加密。
消息摘要算法分為三類:MD(Message Digest):消息摘要SHA(Secure Hash Algorithm):安全散列MAC(Message Authentication Code):消息認證碼
這三類算法的主要作用:驗證數(shù)據(jù)的完整性
二、MD5簡介
MD5即Message-Digest Algorithm 5(信息-摘要算法)。
屬于摘要算法,是一個不可逆過程,就是無論多大數(shù)據(jù),經(jīng)過算法運算后都是生成固定長度的數(shù)據(jù),結(jié)果使用16進制進行顯示的128bit的二進制串。通常表示為32個十六進制數(shù)連成的字符串。
MD5有什么用?
用于確保信息傳輸完整一致。是計算機廣泛使用的雜湊算法之一(又譯摘要算法、哈希算法),主流編程語言普遍已有MD5實現(xiàn)。更多用在文檔校驗上,用來生成密鑰檢測文檔是否被篡改。
三、在線MD5加密
舉例:給字符串 12334567 加密成。
如圖結(jié)果為:
32135A337F8DC8E2BB9A9B80D86BDFD0
四、C語言實現(xiàn)MD5算法
源文件如下:
md5．h
#ifndef MD5_H
#define MD5_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);
#endif
md5．c
#ifndef MD5_H
#define 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,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;
}
五、MD5加密步驟如下:
1. 定義
MD5_CTX md5c;
2. 初始化
*******************************************************
* 名 稱: MD5Init()
* 功 能: 初始化MD5結(jié)構(gòu)體
* 入口參數(shù):
context:要初始化的MD5結(jié)構(gòu)體
* 出口參數(shù): 無
********************************************************
MD5Init(MD5_CTX *context);
3. MD5值計算
實現(xiàn)MD5值的計算及結(jié)構(gòu)體的更新:
********************************************************
* 名 稱: MD5Update()
* 功 能: 將要加密的信息傳遞給初始化過的MD5結(jié)構(gòu)體,無返回值
* 入口參數(shù):
context:初始化過了的MD5結(jié)構(gòu)體
input:需要加密的信息,可以任意長度
inputLen:指定input的長度
* 出口參數(shù): 無
********************************************************
MD5Update(MD5_CTX *context,(unsigned char *)input,inputLen);
4. 輸出轉(zhuǎn)換
********************************************************
* 名 稱: MD5Update()
* 功 能: 將加密結(jié)果存儲到,無返回值
* 入口參數(shù):
context:初始化過了的MD5結(jié)構(gòu)體
digest :加密過的結(jié)果
* 出口參數(shù): 無
********************************************************
MD5Final(MD5_CTX *context,unsigned char digest[16]);
5. 格式整理
轉(zhuǎn)換成32位的16進制字符串。
實例1 字符串加密
對字符串進行加密:
1 #include
執(zhí)行結(jié)果如下:
本例對字符串12334567進行加密,結(jié)果和在線加密結(jié)果一致。
實例2 文件加密
對文件進行加密
#include
運行結(jié)果:
在線驗證結(jié)果對比:
結(jié)果
------------ END ------------
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