1.来历 
MD5的全称是message-digest algorithm 5(信息-摘要算法，在90年代初由mit laboratory 
for computer science和rsa data security inc的ronald l. rivest开发出来， 
经md2、md3和md4发展而来。http://www.ietf.org/rfc/rfc1321.txt，是一份最权威的文档， 
由ronald l. rivest在1992年8月向ieft提交。

2.用途 
MD5的作用是对一段信息(message)生成信息摘要(message-digest)，该摘要对该信息具有 
唯一性,可以作为数字签名。用于验证文件的有效性(是否有丢失或损坏的数据),对用户 
密码的加密，在哈希函数中计算散列值。

3.特点 
输入一个任意长度的字节串，生成一个128位的整数。由于算法的某些不可逆特征，在加密应用 
上有较好的安全性。并且，MD5算法的使用不需要支付任何版权费用。

4.说明 
唯一性和不可逆性都不是绝对的，从理论上分析是一种多对一的关系，但两个不同的信息产生 
相同摘要的概率很小。不可逆是指从输出反推输入所需的运算量和计算时间太大，使用穷搜字 
典的方法又需要太多的存储空间。

5.算法描述

算法输入是一个字节串，每个字节是8个bit. 
算法的执行分为以下几个步骤：

第一步，补位： 
MD5算法先对输入的数据进行补位，使得数据的长度(以byte为单位)对64求余的结果是56。 
即数据扩展至LEN=K*64+56个字节，K为整数。 
补位方法：补一个1，然后补0至满足上述要求。相当于补一个0x80的字节，再补值 
为0的字节。这一步里总共补充的字节数为0～63个。

第二步，附加数据长度： 
用一个64位的整数表示数据的原始长度(以bit为单位)，将这个数字的8个字节按低位的在前， 
高位在后的顺序附加在补位后的数据后面。这时，数据被填补后的总长度为： 
LEN = K*64+56+8=(K+1)*64 Bytes。

※注意那个64位整数是输入数据的原始长度而不是填充字节后的长度,我就在这里栽了跟头.

第三步，初始化MD5参数： 
有四个32位整数变量 (A,B,C,D) 用来计算信息摘要，每一个变量被初始化成以下 
以十六进制数表示的数值，低位的字节在前面。 
word A: 01 23 45 67 
word B: 89 ab cd ef 
word C: fe dc ba 98 
word D: 76 54 32 10 
※注意低位的字节在前面指的是Little Endian平台上内存中字节的排列方式， 
而在程序中书写时，要写成： 
A=0x67452301 
B=0xefcdab89 
C=0x98badcfe 
D=0x10325476

第四步，定义四个MD5基本的按位操作函数： 
X，Y，Z为32位整数。 
F(X,Y,Z) = (X and Y) or (not(X) and Z) 
G(X,Y,Z) = (X and Z) or (Y and not(Z)) 
H(X,Y,Z) = X xor Y xor Z 
I(X,Y,Z) = Y xor (X or not(Z))

再定义四个分别用于四轮变换的函数。 
设Mj表示消息的第j个子分组（从0到15），<<<s表示循环左移s位，则四种操作为： 
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)


第五步，对输入数据作变换。 
处理数据，N是总的字节数，以64个字节为一组，每组作一次循环，每次循环进行四轮操作。 
要变换的64个字节用16个32位的整数数组M[0 ...15]表示。而数组T[1 ... 64]表示一组常数， 
T[i]为4294967296*abs(sin(i))的32位整数部分，i的单位是弧度,i的取值从1到64。 
具体过程如下：

/* 设置主循环变量 */ 
For i = 0 to N/16-1 do

/*每循环一次，把数据原文存放在16个元素的数组X中. */ 
For j = 0 to 15 do 
Set X[j] to M[i*16+j]. 
end /结束对J的循环

/* Save A as AA, B as BB, C as CC, and D as DD. 
*/ 
AA = A 
BB = B 
CC = C 
DD = D

/* 第1轮*/ 
/* 以 [abcd k s i]表示如下操作 
a = b + ((a + F(b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s). */ 
/* Do the following 16 operations. */ 
[ABCD 0 7 1] [DABC 1 12 2] [CDAB 2 17 3] [BCDA 3 22 4] 
[ABCD 4 7 5] [DABC 5 12 6] [CDAB 6 17 7] [BCDA 7 22 8] 
[ABCD 8 7 9] [DABC 9 12 10] [CDAB 10 17 11] [BCDA 11 22 12] 
[ABCD 12 7 13] [DABC 13 12 14] [CDAB 14 17 15] [BCDA 15 22 16]


/* 第2轮* */ 
/* 以 [abcd k s i]表示如下操作 
a = b + ((a + G(b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s). */ 
/* Do the following 16 operations. */ 
[ABCD 1 5 17] [DABC 6 9 18] [CDAB 11 14 19] [BCDA 0 20 20] 
[ABCD 5 5 21] [DABC 10 9 22] [CDAB 15 14 23] [BCDA 4 20 24] 
[ABCD 9 5 25] [DABC 14 9 26] [CDAB 3 14 27] [BCDA 8 20 28] 
[ABCD 13 5 29] [DABC 2 9 30] [CDAB 7 14 31] [BCDA 12 20 32]

/* 第3轮*/ 
/* 以 [abcd k s i]表示如下操作 
a = b + ((a + H(b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s). */ 
/* Do the following 16 operations. */ 
[ABCD 5 4 33] [DABC 8 11 34] [CDAB 11 16 35] [BCDA 14 23 36] 
[ABCD 1 4 37] [DABC 4 11 38] [CDAB 7 16 39] [BCDA 10 23 40] 
[ABCD 13 4 41] [DABC 0 11 42] [CDAB 3 16 43] [BCDA 6 23 44] 
[ABCD 9 4 45] [DABC 12 11 46] [CDAB 15 16 47] [BCDA 2 23 48]


/* 第4轮*/ 
/* 以 [abcd k s i]表示如下操作 
a = b + ((a + I(b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s). */ 
/* Do the following 16 operations. */ 
[ABCD 0 6 49] [DABC 7 10 50] [CDAB 14 15 51] [BCDA 5 21 52] 
[ABCD 12 6 53] [DABC 3 10 54] [CDAB 10 15 55] [BCDA 1 21 56] 
[ABCD 8 6 57] [DABC 15 10 58] [CDAB 6 15 59] [BCDA 13 21 60] 
[ABCD 4 6 61] [DABC 11 10 62] [CDAB 2 15 63] [BCDA 9 21 64]

/* 然后进行如下操作 */ 
A = A + AA 
B = B + BB 
C = C + CC 
D = D + DD

Next i /* 结束对I的循环*/

第六步，输出结果。 
A，B，C，D连续存放，共16个字节，128位。按十六进制依次输出这个16个字节。


最后，用程序语言实现算法后，可以输入以下几个信息对程序作一个简单的测试， 
看看程序有没有错误。 
MD5 ("") = d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e 
MD5 ("a") = 0cc175b9c0f1b6a831c399e269772661 
MD5 ("abc") = 900150983cd24fb0d6963f7d28e17f72 
MD5 ("message digest") = f96b697d7cb7938d525a2f31aaf161d0 
MD5 ("abcdefghijklmnopqrstuvwxyz") = c3fcd3d76192e4007dfb496cca67e13b 
MD5 ("ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789") = 
d174ab98d277d9f5a5611c2c9f419d9f 
MD5 ("123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123456789 
01234567890") = 57edf4a22be3c955ac49da2e2107b67a


MD5算法之C#程序

 

 
  
     
   
  1. 代码  
    2.  
   
  2.  
    3.  
   
  3.  /// <summary>  
    4.  
   
  4.         /// MD5加密  
    5.  
   
  5.          /// </summary>  
    6.  
   
  6.          /// <param name="password"></param>  
    7.  
   
  7.          /// <returns></returns>  
    8.  
   
  8.         public static string MD5Encrypt(string password)  
    9.  
   
  9.         {  
    10.  
   
  10.              string strPassword = "";   
    11.  
   
  11.             MD5 md5;  
    12.  
   
  12.             UTF8Encoding textConverter;  
    13.  
   
  13.              textConverter = new UTF8Encoding();   
    14.  
   
  14.              md5 = new MD5CryptoServiceProvider();   
    15.  
   
  15.              byte[] arrPassword = md5.ComputeHash(textConverter.GetBytes(password));   
    16.  
   
  16.  
    17.  
   
  17.              strPassword = Convert.ToBase64String(arrPassword);   
    18.  
   
  18.  
    19.  
   
  19.             return strPassword;  
    20.  
   
  20.         } 
    21.