md5算法研究

❶ 山东大学的王小云真的研究出了MD5的逆向算法吗

1、山东大学：山东大学（Shandong University），简称山大（SDU），由中华人民共和国教育部直属，中央直管副部级建制，位列“211工程”、“985工程”，入选“2011计划”、“珠峰计划”、“111计划”、“卓越计划”，是一所综合性全国重点大学。

2、王小云：女，1966年生于山东诸城，1983年至1993年就读于山东大学数学系，先后获得学士、硕士和博士学位，导师潘承洞。1993年毕业后留校任教。王小云教授带领的研究小组于2004年、2005年先后破解了被广泛应用于计算机安全系统的MD5和SHA-1两大密码算法。

3、MD5：Message Digest Algorithm MD5（中文名为消息摘要算法第五版）为计算机安全领域广泛使用的一种散列函数，用以提供消息的完整性保护。MD5算法具有以下特点：

• 压缩性：任意长度的数据，算出的MD5值长度都是固定的。

• 容易计算：从原数据计算出MD5值很容易。

• 抗修改性：对原数据进行任何改动，哪怕只修改1个字节，所得到的MD5值都有很大区别。

• 强抗碰撞：已知原数据A和其MD5值MD5(A)，想找到一个具有相同MD5值的数据B（即伪造数据）,使得MD5(A)=MD5(B)，这是非常困难的。

4、王小云教授的工作：已知A，可以构造信息B，使得MD5(A)=MD5(B)，过去的构造B的过程认为需要【野蛮碰撞】（逐个碰撞）。王小云教授提出的想法，可以加速了杂凑碰撞（并非是真正的破解）。

5、结论：打开一把锁的方法有2种，第一使用钥匙（研究出逆向算法），第二使用锯子（破解）。在王小云之前，使用锯子需要几天才能打开，而王小云的【锯子】可以在几个小时内打开这把锁。王小云并没有找到钥匙，因此不能说研究出了MD5的逆向算法。

❷ 什么是MD5

咨询记录 · 回答于2021-05-05

❸ MD5的算法原理

MD5简介：
MD5是Message-digestAlgorithm5(信息-摘要算法)的缩写,经MD2、MD3和MD4发展而来。它是把一个任意长度的字节串变换成一定长的大整数。MD5算法是在MD4的基础上增加了“安全-带子”(safety-belts)的概念。虽然MD5比MD4稍微慢一些,但却更为安全。这个算法很明显的由四个和MD4设计有少许不同的步骤组成。在MD5算法中,信息摘要的大小和填充的必要条件与MD4完全相同。由于MD5算法的使用不需要支付任何版权费用,所以在一般的情况下MD5不失为一种非常优秀的中间技术。
MD5原理：
MD 5算法是对输入信息进行初始化处理后,以512位分组来处理输入的信息,每一分组又被划分
成为16个32位子分组,经过了一系列的变换处理后,输出由四个32位分组,再将这四个32位分组级
联后生成一个128位散列值[5- 6]。具体过程如下:
(1)首先对信息进行填充,即在信息的后面填充一个1和若干个0使其字节长度对512求余的结
果等于448。
(2)对MD 5进行初始化,即MD 5中用四个32位被称作链接变量的整数参数,它们分别为:A =
0x01234567,B = 0x89abcdef,C = 0xfedcba98,D =0x76543210。
(3)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,第一轮进行16次操作。
每次操作对a、b、c和d中的其中三个做一次非线性函数运算,然后将所得结果加上第四个变量,再将所得结果向右位移一个不定的数,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。
以下是每次操作中用到的四个非线性函数(每轮一个)。
f(x,y,z)=(x＆y) ((～x)＆z)
g(x,y,z)=(xz) (y＆(～z))
h(x,y,z)=x y z
i(x,y,z)=y (x (～z))
(其中:“＆”是与运算,“ ”是或运算,“～”是非运算,“ ”是异或运算,它们都是位运算符。)
这四个函数的说明:如果x、y和z的对应位是独立和均匀的,那么结果的每一位也应是独立和均
匀的。f是一个逐位运算的函数。即,如果x,那么y,否则z。函数h是逐位奇偶操作符。假设mj表示
消息的第j个子分组(从0到15),ti为第I步中的常数,< < <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)
常数ti表示在第i步中,ti是4294967296＊abs(sin(i))的整数部分,4294967296等于2的32次
方,i的单位是弧度。所有这些完成之后,将A、B、C、D分别加上a、b、c、d。然后用下一分组
数据继续运行算法,最后的输出是A、B、C和D的级联。

❹ MD5加密算法是什么呢

C．报文摘要
MD5即Message-Digest Algorithm 5（信息-摘要算法5），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。将数据（如汉字）运算为另一固定长度值，是杂凑算法的基础原理，MD5的前身有MD2、MD3和MD4。

❺ md5是什么 如何计算MD5

MD5即Message-Digest Algorithm 5（信息-摘要算法5），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。

MD5算法具有以下特点：

1、压缩性：任意长度的数据，算出的MD5值长度都是固定的。

2、容易计算：从原数据计算出MD5值很容易。

3、抗修改性：对原数据进行任何改动，哪怕只修改1个字节，所得到的MD5值都有很大区别。

4、强抗碰撞：已知原数据和其MD5值，想找到一个具有相同MD5值的数据（即伪造数据）是非常困难的。

MD5的作用是让大容量信息在用数字签名软件签署私人密钥前被"压缩"成一种保密的格式（就是把一个任意长度的字节串变换成一定长的16进制数字串）。

大家都知道，地球上任何人都有自己独一无二的指纹，这常常成为司法机关鉴别罪犯身份最值得信赖的方法；与之类似，MD5就可以为任何文件（不管其大小、格式、数量）产生一个同样独一无二的MD5“数字指纹”，如果任何人对文件做了任何改动，其MD5也就是对应的“数字指纹”都会发生变化。

❻ 谁能通俗易懂地讲讲MD5加密原理

MD5算法的原理可简要的叙述为：MD5码以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，这个数据按位(bit)补充，要求最终的位数对512求模的结果为448。也就是说数据补位后，其位数长度只差64位(bit)就是512的整数倍。

即便是这个数据的位数对512求模的结果正好是448也必须进行补位。

补位的实现过程：首先在数据后补一个1 bit； 接着在后面补上一堆0 bit, 直到整个数据的位数对512求模的结果正好为448。总之，至少补1位，而最多可能补512位。

(6)md5算法研究扩展阅读

当需要保存某些密码信息以用于身份确认时，如果直接将密码信息以明码方式保存在数据库中，不使用任何保密措施，系统管理员就很容易能得到原来的密码信息，这些信息一旦泄露， 密码也很容易被破译。为了增加安全性，有必要对数据库中需要保密的信息进行加密，这样，即使有人得到了整个数据库，如果没有解密算法，也不能得到原来的密码信息。

MD5算法可以很好地解决这个问题，因为它可以将任意长度的输入串经过计算得到固定长度的输出，而且只有在明文相同的情况下，才能等到相同的密文，并且这个算法是不可逆的，即便得到了加密以后的密文，也不可能通过解密算法反算出明文。

这样就可以把用户的密码以MD5值（或类似的其它算法）的方式保存起来，用户注册的时候，系统是把用户输入的密码计算成 MD5 值，然后再去和系统中保存的 MD5 值进行比较，如果密文相同，就可以认定密码是正确的，否则密码错误。

通过这样的步骤，系统在并不知道用户密码明码的情况下就可以确定用户登录系统的合法性。这样不但可以避免用户的密码被具有系统管理员权限的用户知道，而且还在一定程度上增加了密码被破解的难度。

MD5 算法还可以作为一种电子签名的方法来使用，使用 MD5算法就可以为任何文件（不管其大小、格式、数量）产生一个独一无二的“数字指纹”，借助这个“数字指纹”，通过检查文件前后 MD5 值是否发生了改变，就可以知道源文件是否被改动。

❼ 在FPGA上快速实现MD5算法的新方法论文

在FPGA上快速实现MD5算法的新方法论文

摘 要 文章介绍了一种在FPGA上快速实现MD5算法的新方法，给出了优化设计的原理、实现的具体方法及其重要模块的设计实现方案。

关键词 MD5；FPGA；Verilog语言；集成电路；关键路径

1 引言

随着电子商务和网络通信的发展，网络信息安全的重要性越来越显着，信息加密、数字签名、数据的完整性认证、身份验证等成为信息安全领域的重要内容。MD5算法本身是为数字签名应用而设计的，随后也应用在信息验证技术当中。作为应用最广泛的安全散列算法，MD5算法的高效实现就成为研究的需要，MD5算法本身可以采用软件实现，但其性能受到处理器件性能的制约不能满足网络通信带宽日益增长的要求，因而通过硬件实现高速MD5 运算就成为需要。

2 MD5算法介绍

MD5 算法可以对任何长度不超过 264二进制位的消息产生128 位的单向散列消息摘要输出， RFC1321 标准中的MD5 算法主要步骤如下：

在一些初始化处理后，MD5以512位分组来处理输入文本，每一分组又划分为16个32位子分组。算法的输出由四个32位分组组成，将它们级联形成一个128位散列值。

（1）附加填充比特：填充消息使其长度恰好为一个比512位的倍数仅小64位的数。即对报文进行填充使报文的长度(比特数)与448模512同余。填充方法是附一个1在消息后面接所要求的多个比特0。

（2）附加长度值：在其后附上64位的消息长度（填充前）。如果消息长度大于 264，仅使用该长度的低64比特。这样，该域包含的长度值为初始长度模264 的值。

这两步的作用是使消息长度恰好是512位的整数倍（算法的其余部分要求如此），同时确保不同的消息在填充后不相同。

（3）初始化寄存器：四个32位初始化变量为：

它们也被称为链接变量（chaining variable）

（4）进行算法的主循环：这一步是算法的核心，它是一个包含四个大循环的64步函数，四个大循环结构相同，但每次使用的逻辑函数不同，每一个大循环由对512比特的16步操作组成，即每16步为一轮大循环。

每次操作如下(设 Ai+1、Bi+1 、Ci+1 、Di+1 为第 +1个时钟周期时打入寄存器的值)：

以一下是每轮中用到的四个非线性函数（每轮一个）。

常数ti可以如下选择：在第i步中，ti是4294967296*abs(sin(i))的整数部分，i的单位是弧度。Wi是512位消息分组中的一个，Si是每次循环移位的次数。对每次而言也是固定的常数。

（5）结果输出：所有64步完成之后，将第64步的输出加到四个初始化变量上作为新的初始化变量，进行下一个512比特分组的运算，直到所有分组处理完毕，单次操作图如下：

图1. MD5算法单步操作图

3 算法优化

由上图可以看到，硬件实现时，MD5算法每一步操作中的关键路径在于B的求取（其他三个变量都是直接传递），这个关键路径包括了四个模 232加法运算、三输入变量的逻辑运算、"两个查找表运算及一个循环左移运算，而在FPGA设计中，加法运算最为耗时，四个加法运算至少需要三个加法器级联完成，加法运算严重制约了整个操作的速度，可见要加快算法运行速度就必须在简化这一关键路径上下工夫，经过观察我们发现，在

中 对每个周期都是已知的常数，是输入的512比特的一个32位分组，这样，在512比特输入初始化完成后，也可看作固定常数，

Ai是第i时钟周期里寄存器D 的值，而 Di的值又是第i-1周期里的Ci-1 ，即Ai 的`值是第i-1周期里Ci-1的值。

若在第i周期设中间寄存器变量 ，并令

那么在第i+1周期，

就可以表示为

操作就可以用下面几个式子代替：

其中， Ai+1没有参与任何运算，因此上式可以接着化简为

这样一来，原来一个周期内需要完成三级加法和相应的组合逻辑，现在只需要完成两级加法和部分组合逻辑就行了，大大提高了算法速度，只要在运算开始时加－个周期的初始化即可，简化后的系统框图如下：

图2. 改进后的单步操作图

4 结果比较

由上文中的算法分析部分不难看出，传统的实现方式关键路径是3级32比特加法器延迟和组合逻辑的延迟，而改进的实现方式减少了一级加法器的延迟，并把组合逻辑的延迟分散到不同路径上，因此，采用改进的实现方式大约可以将速度提高到原来的1.5倍左右。同时，为了实现数据的初始化，需要提前一个周期计算出寄存器A的值，因此整个算法的实现需要65个周期。我们采用 VerilogHDL 描述，选择Altera Stratix II EP2S15F672C5 FBGA芯片，在QuartusII6.0上验证通过。由于在FPGA中，连线延时也很关键，而这部分延时不能像加法延时那样通过预先计算并存储在寄存器中来消除一部分，所以实际的MD5改进算法与传统型相比较，速度的提高约为1.3，资源方面由于只是增加了一个时钟节拍，寄存器数量和组合逻辑并没有增加，所以改进型在资源方面和传统型相当。下表为算法改进前后在资源、频率、流量上的比较。

表1. 改进前后资源比较

5 结束语

由表1可见，改进型MD5算法实现，使用的资源并没有明显增加，但速度的改善十分明显，基本实现了用较少的资源得到较高速率的目标，证明了结构的正确性和合理性。实验结果也说明，这种利用寄存器来减少加法器级联从而减少关键路径的实现方法也可用于一般的FPGA硬件设计中。

参考文献

[1] R.Rivest. The MD5 Message-Digest Algorithm，RFC1321 1992。

[2] Jarvinen K， Tommiska M，Skytta J.Hardware implementation analysis of the MD5 hash algorithm.System Sciences，2005.HICSS’05.Proceedings of the 38th Annual Hawaii International conference on 03-06 Jan.2005:298

[3] Bruce Schneier. 应用密码学.北京：机械工业出版社，2000：188～194

[4] William Stallings. 密码编码学与网络安全：原理与实践.北京：电子工业出版社，2001: 216～222。

[5] 夏宇闻.Verilog 数字系统设计教程.航空航天大学出版社，2005

❽ md5指的是什么

MD5即Message-Digest Algorithm5信息摘要算法5，是计算机广泛使用的散列算法之一又译摘要算法，哈希算法。经MD2，MD3和MD4发展而来，诞生于20世纪90年代初。用于确保信息传输完整一致。虽然已被破解，但仍然具有较好的安全性，加之可以免费使用，所以仍广泛运用于数字签名，文件完整性验证以及口令加密等领域。

md5的研究

2004年8月17日的美国加州圣巴巴拉的国际密码学会议上，来自中国山东大学的王小云教授做了破译MD5。HAVAL-128，MD4和RIPEMD算法的报告，公布了MD系列算法的破解结果。宣告了世界通行密码标准MD5不再安全。2008年，荷兰埃因霍芬技术大学科学家成功把2个可执行文件进行了MD5碰撞，使得这两个运行结果不同的程序被计算出同一个MD。