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C/C++实现MD5校验学习

 更新时间：2024年03月25日 09:25:28   作者：void In_shuai(void)  
MD5全程Message-Digest Algorithm 5,即消息摘要算法第五版,是属于hash算法的一种,本文主要介绍了如何在C++中实现MD5校验,需要的可以了解下

1.MD5用途

MD5全程Message-Digest Algorithm 5，即消息摘要算法第五版，是属于hash算法的一种。

MD5原来被用作信息加密，但是MD5已经被院士大佬破解（附破解小工具），现在MD5主要被用来（指作者）文件完整性校验。

MD5输出值有16个字节(128bit)，打印都是以hex形式打印出来。

2.原理介绍

1. 对输入的数据进行填充

对信息进行数据填充，使信息的长度对512取模得448，设信息长度为X，即满足X mod 512=448（x/512d的余数等于448）。根据此公式得出需要填充的数据长度。填充方法是在信息后面填充第一位为1，其余为0。填充完后，信息的长度就为N*512+448(bit)。

2. 填入输入信息的长度

原信息长度用64位（二进制）表示。如果信息长度大于264，则只使用其低64位的值，即（信息长度对264取模），并且填充到前面一步得到的结果后面。经过这两步的处理，现在的信息字节长度=N*512+448+64=(N+1)*512，即长度恰好是512的整数倍数。这样做的原因是为满足后面处理中对信息长度的要求。

3.数据处理，输出结果

4个常数： A = 0x67452301, B = 0x0EFCDAB89, C = 0x98BADCFE, D = 0x10325476;

4个函数：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));

把消息分以512位为一分组进行处理，每一个分组进行4轮变换，以上面所说4个常数为起始变量进行计算，重新输出4个变量，以这4个变量再进行下一分组的运算，如果已经是最后一个分组，则这4个变量为最后的结果，即MD5值。

3.linux指令获取MD5

shuaiyin@raspberrypi:~ $ md5sum sherpa-ncnn
500b8431e2941adb66e11d89ecdabeca  sherpa-ncnn

4.通过c语音计算MD5值

1.结构体定义

typedef struct {
      uint32_t buf[4];  //4个常数
      uint32_t bits[2];  //长度
      unsigned char in[64];  //变量空间
    } md5_ctx_t;

2.常数初始化

void md5_init(md5_ctx_t *ctx) {
    ctx->buf[0] = 0x67452301;
    ctx->buf[1] = 0xefcdab89;
    ctx->buf[2] = 0x98badcfe;
    ctx->buf[3] = 0x10325476;

    ctx->bits[0] = 0;
    ctx->bits[1] = 0;
}

#define F1(x, y, z) (z ^ (x & (y ^ z)))
#define F2(x, y, z) F1(z, x, y)
#define F3(x, y, z) (x ^ y ^ z)
#define F4(x, y, z) (y ^ (x | ~z))

#define MD5STEP(f, w, x, y, z, data, s) \
    (w += f(x, y, z) + data, w = w << s | w >> (32 - s), w += x)

3.数据处理以及变换

static void md5_transform(uint32_t buf[4], uint32_t const in[16]) {
    register uint32_t a, b, c, d;

    a = buf[0];
    b = buf[1];
    c = buf[2];
    d = buf[3];

    MD5STEP(F1, a, b, c, d, in[0] + 0xd76aa478, 7);
    MD5STEP(F1, d, a, b, c, in[1] + 0xe8c7b756, 12);
    MD5STEP(F1, c, d, a, b, in[2] + 0x242070db, 17);
    MD5STEP(F1, b, c, d, a, in[3] + 0xc1bdceee, 22);
    MD5STEP(F1, a, b, c, d, in[4] + 0xf57c0faf, 7);
    MD5STEP(F1, d, a, b, c, in[5] + 0x4787c62a, 12);
    MD5STEP(F1, c, d, a, b, in[6] + 0xa8304613, 17);
    MD5STEP(F1, b, c, d, a, in[7] + 0xfd469501, 22);
    MD5STEP(F1, a, b, c, d, in[8] + 0x698098d8, 7);
    MD5STEP(F1, d, a, b, c, in[9] + 0x8b44f7af, 12);
    MD5STEP(F1, c, d, a, b, in[10] + 0xffff5bb1, 17);
    MD5STEP(F1, b, c, d, a, in[11] + 0x895cd7be, 22);
    MD5STEP(F1, a, b, c, d, in[12] + 0x6b901122, 7);
    MD5STEP(F1, d, a, b, c, in[13] + 0xfd987193, 12);
    MD5STEP(F1, c, d, a, b, in[14] + 0xa679438e, 17);
    MD5STEP(F1, b, c, d, a, in[15] + 0x49b40821, 22);

    MD5STEP(F2, a, b, c, d, in[1] + 0xf61e2562, 5);
    MD5STEP(F2, d, a, b, c, in[6] + 0xc040b340, 9);
    MD5STEP(F2, c, d, a, b, in[11] + 0x265e5a51, 14);
    MD5STEP(F2, b, c, d, a, in[0] + 0xe9b6c7aa, 20);
    MD5STEP(F2, a, b, c, d, in[5] + 0xd62f105d, 5);
    MD5STEP(F2, d, a, b, c, in[10] + 0x02441453, 9);
    MD5STEP(F2, c, d, a, b, in[15] + 0xd8a1e681, 14);
    MD5STEP(F2, b, c, d, a, in[4] + 0xe7d3fbc8, 20);
    MD5STEP(F2, a, b, c, d, in[9] + 0x21e1cde6, 5);
    MD5STEP(F2, d, a, b, c, in[14] + 0xc33707d6, 9);
    MD5STEP(F2, c, d, a, b, in[3] + 0xf4d50d87, 14);
    MD5STEP(F2, b, c, d, a, in[8] + 0x455a14ed, 20);
    MD5STEP(F2, a, b, c, d, in[13] + 0xa9e3e905, 5);
    MD5STEP(F2, d, a, b, c, in[2] + 0xfcefa3f8, 9);
    MD5STEP(F2, c, d, a, b, in[7] + 0x676f02d9, 14);
    MD5STEP(F2, b, c, d, a, in[12] + 0x8d2a4c8a, 20);

    MD5STEP(F3, a, b, c, d, in[5] + 0xfffa3942, 4);
    MD5STEP(F3, d, a, b, c, in[8] + 0x8771f681, 11);
    MD5STEP(F3, c, d, a, b, in[11] + 0x6d9d6122, 16);
    MD5STEP(F3, b, c, d, a, in[14] + 0xfde5380c, 23);
    MD5STEP(F3, a, b, c, d, in[1] + 0xa4beea44, 4);
    MD5STEP(F3, d, a, b, c, in[4] + 0x4bdecfa9, 11);
    MD5STEP(F3, c, d, a, b, in[7] + 0xf6bb4b60, 16);
    MD5STEP(F3, b, c, d, a, in[10] + 0xbebfbc70, 23);
    MD5STEP(F3, a, b, c, d, in[13] + 0x289b7ec6, 4);
    MD5STEP(F3, d, a, b, c, in[0] + 0xeaa127fa, 11);
    MD5STEP(F3, c, d, a, b, in[3] + 0xd4ef3085, 16);
    MD5STEP(F3, b, c, d, a, in[6] + 0x04881d05, 23);
    MD5STEP(F3, a, b, c, d, in[9] + 0xd9d4d039, 4);
    MD5STEP(F3, d, a, b, c, in[12] + 0xe6db99e5, 11);
    MD5STEP(F3, c, d, a, b, in[15] + 0x1fa27cf8, 16);
    MD5STEP(F3, b, c, d, a, in[2] + 0xc4ac5665, 23);

    MD5STEP(F4, a, b, c, d, in[0] + 0xf4292244, 6);
    MD5STEP(F4, d, a, b, c, in[7] + 0x432aff97, 10);
    MD5STEP(F4, c, d, a, b, in[14] + 0xab9423a7, 15);
    MD5STEP(F4, b, c, d, a, in[5] + 0xfc93a039, 21);
    MD5STEP(F4, a, b, c, d, in[12] + 0x655b59c3, 6);
    MD5STEP(F4, d, a, b, c, in[3] + 0x8f0ccc92, 10);
    MD5STEP(F4, c, d, a, b, in[10] + 0xffeff47d, 15);
    MD5STEP(F4, b, c, d, a, in[1] + 0x85845dd1, 21);
    MD5STEP(F4, a, b, c, d, in[8] + 0x6fa87e4f, 6);
    MD5STEP(F4, d, a, b, c, in[15] + 0xfe2ce6e0, 10);
    MD5STEP(F4, c, d, a, b, in[6] + 0xa3014314, 15);
    MD5STEP(F4, b, c, d, a, in[13] + 0x4e0811a1, 21);
    MD5STEP(F4, a, b, c, d, in[4] + 0xf7537e82, 6);
    MD5STEP(F4, d, a, b, c, in[11] + 0xbd3af235, 10);
    MD5STEP(F4, c, d, a, b, in[2] + 0x2ad7d2bb, 15);
    MD5STEP(F4, b, c, d, a, in[9] + 0xeb86d391, 21);

    buf[0] += a;
    buf[1] += b;
    buf[2] += c;
    buf[3] += d;
}
void md5_update(md5_ctx_t *ctx, const uint8_t *buf, size_t len) {
    uint32_t t;

    t = ctx->bits[0];
    if ((ctx->bits[0] = t + ((uint32_t) len << 3)) < t) ctx->bits[1]++;
    ctx->bits[1] += (uint32_t) len >> 29;

    t = (t >> 3) & 0x3f;

    if (t) {
        unsigned char *p = (unsigned char *) ctx->in + t;

        t = 64 - t;
        if (len < t) {
            memcpy(p, buf, len);
            return;
        }
        memcpy(p, buf, t);
        byteReverse(ctx->in, 16);
        md5_transform(ctx->buf, (uint32_t *) ctx->in);
        buf += t;
        len -= t;
    }

    while (len >= 64) {
        memcpy(ctx->in, buf, 64);
        byteReverse(ctx->in, 16);
        md5_transform(ctx->buf, (uint32_t *) ctx->in);
        buf += 64;
        len -= 64;
    }

    memcpy(ctx->in, buf, len);
}


void md5_final(uint8_t digest[16], md5_ctx_t *ctx) {
    unsigned count;
    unsigned char *p;
    uint32_t *a;
    count = (ctx->bits[0] >> 3) & 0x3F;
    p = ctx->in + count;
    *p++ = 0x80;
    count = 64 - 1 - count;
    if (count < 8) {
        memset(p, 0, count);
        byteReverse(ctx->in, 16);
        md5_transform(ctx->buf, (uint32_t *) ctx->in);
        memset(ctx->in, 0, 56);
    } else {
        memset(p, 0, count - 8);
    }
    byteReverse(ctx->in, 14);
    a = (uint32_t *) ctx->in;
    a[14] = ctx->bits[0];
    a[15] = ctx->bits[1];
    md5_transform(ctx->buf, (uint32_t *) ctx->in);
    byteReverse((unsigned char *) ctx->buf, 4);
    memcpy(digest, ctx->buf, 16);
    memset((char *) ctx, 0, sizeof(*ctx));
}

4.函数调用

```c
void md5(const uint8_t *buf, size_t len, uint8_t digest[16]) {
    md5_ctx_t ctx;
    md5_init(&ctx);
    md5_update(&ctx, buf, len);
    md5_final(digest, &ctx);

到此这篇关于C/C++实现MD5校验学习的文章就介绍到这了,更多相关C++ MD5校验内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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