哈希函数之MD5

算法分析

1. MD5算法是输入长度小于2^64比特的消息，输出为128比特的消息摘要。
2. 输入消息以512比特的分组为单位处理。

3. 具体过程如下:

   
   

• 附加填充位：保证消息长度L=448（mod512）然后将原始消息长度以64比特附在填充结果后面。从而使消息长度恰好为512比特的整数倍。
• 初始化链接变量：使用4个32位的寄存器A，B，C，D，最开始存放4个固定的32位的整数参数，即初始链接变量，这些参数用于第一轮的迭代。
• 分组处理（迭代压缩）： 由4轮组成，512比特按32比特分为16组，参与每轮16步函数运算。每步的输入是4个32比特的链接变量和一个32比特的消息子分组。净果轮共64步后，得到4个寄存器的值分别与输入链接变量进行模加，即的此次分组处理的输出链接变量。

• 步函数的具体过程为：

  
  

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算法实现

# 直接使用Python中的hashlib模块，并将加密结果以16进制形式显示
import hashlib
# 生成md5数字指纹。
s = b'abc'  # 定义字节型字符串
md = hashlib.md5()  # 导入md5算法
md.update(s)  # 把值传给md5算法
print('消息摘要：',  md.hexdigest())
print('长度: ', len(md.hexdigest())*4)

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生成消息摘要

当消息s = “abc”时，生成的消息摘要为：

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安全性分析

1. MD5算法中，输出的每一位都是输入的每一位的函数，逻辑函数F、G、H、I的复杂迭代使得输出对输入的依赖非常小。
2. 对单轮的MD5算法，利用差分分析，可以在合理时间内找出碰撞的两条消息。到2004年，便只需1小时就可找出MD5的碰撞。
3. MD5算法抗密码分析的能力较弱，生日攻击所需代价是试验2^64个消息。