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2016-11-27 19:02:07 科学百科 阅读 3 次

基本简介/MD5 编辑

MD5
MD5MD5的全称是Message-digest Algorithm5(中文译作信息摘要算法5),用于确保信息传输完整一致。是计算机广泛使用的散列算法之一。它经MD2、MD3和MD4发展而来,在20世纪90年代初诞生。
它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大整数)。不管是MD2、MD4还是MD5,它们都需要获得一个随机长度的信息并产生一个128位的信息摘要。虽然这些算法的结构或多或少有些相似,但MD2的设计与MD4和MD5完全不同,那是因为MD2是为8位机器做过设计优化的,而MD4和MD5却是面向32位的电脑。

发展历史/MD5 编辑

MD5
MD51989年,Ronald L.Rivest开发出MD2算法。在这个算法中,首先对信息进行数据补位,使信息的字节长度是16的倍数。然后,以一个16位的检验和追加到信息末尾。并且根据这个新产生的信息计算出散列值。MD2的诞生揭开了人们对加密算法的新一轮研究。
很快有人发现如果忽略了检验和将产生MD2冲突。为了MD2的加强算法的安全性,Ronald L.Rivest又开发出MD3、MD4算法。
1991年,Rivest开发出技术上更为趋近成熟的MD5算法。它在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MD5完全相同。Denboer和Bosselaers曾发现MD5算法中的假冲突(pseudo-collisions),但除此之外就没有其他被发现的加密后结果了。

相关研究/MD5 编辑

MD5
算法破解2004年8月17日的美国加州圣巴巴拉的国际密码学会议(Crypto2004)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。2008年12月一组科研人员通过MD5碰撞成功生成了伪造的SSL证书,这使得在https协议中服务器可以伪造一些根CA的签名。

破解方法/MD5 编辑

对信息系统或者网站系统来说,MD5算法主要用在用户注册口令的加密,对于普通强度的口令加密,可以通过以下三种方式进行破解:
(1)在线查询密码。一些在线的MD5值查询网站提供MD5密码值的查询,输入MD5密码值后,如果在数据库中存在,那么可以很快获取其密码值。
(2)使用MD5破解工具。网络上有许多针对MD5破解的专用软件,通过设置字典来进行破解。
(3)通过社会工程学来获取或者重新设置用户的口令。
因此简单的MD5加密是没有办法达到绝对的安全的,因为普通的MD5加密有多种暴力破解方式,因此如果想要保证信息系统或者网站的安全,需要对MD5进行改造,增强其安全性。但对于公司以及普通用户来说,从算法上来破解MD5非常困难,因此MD5仍然算是一种安全的算法。

加密原理/MD5 编辑

MD5
MD5MD5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,使其字节长度对512求余数的结果等于448。因此,信息的字节长度(Bits Length)将被扩展至N*512+448,即N*64+56个字节(Bytes),N为一个正整数。填充的方法如下,在信息的后面填充一个1和无数个0个,直到满足上面的条件时才停止用0对信息的填充。然后再在这个结果后面附加一个以64位二进制表示的填充前的信息长度。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。MD5中有四个32位被称作链接变量(Chaining Variable)的整数参数,他们分别为:A=0x01234567,B=0x89abcdef,C=0xfedcba98,D=0x76543210。当设置好这四个链接变量后,就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(MD4只有三轮),每轮循环都很相似。第一轮进行16次操作。每次操作对a、b、c和d中的其中三个作一次非线性函数运算,然后将所得结果加上第四个变量(文本中的一个子分组和一个常数)。
再将所得结果向右环移一个不定的数,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。以一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)=(X∧Z)∨(Y∧(Z))
H(X,Y,Z)=X⊕Y⊕Z
I(X,Y,Z)=Y⊕(X∨(Z))
其中,⊕是异或,∧是与,∨是或,是反符号。
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。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。最后得到的A,B,C,D就是输出结果,A是低位,D为高位,DCBA组成128位输出结果。

软件应用/MD5 编辑

MD5加密算法由于其具有较好的安全性,加之商业也可以免费使用该算法,因此该加密算法被广泛使用。MD5算法主要运用在数字签名、文件完整性验证以及口令加密等方面。